Каталог расширений

Популярные теги

3gp       avi       fb2       jpg       mp3       pdf      

Как определить размер звукового файла


Звук. Информационный объем звукового файла

Основные понятия

Частота дискретизации(f) определяет количество отсчетов, запоминаемых за 1 секунду;

1 Гц (один герц) – это один отсчет в секунду,

а 8 кГц – это 8000 отсчетов в секунду

Глубина кодирования (b) – это количество бит, которое необходимо для кодирования 1 уровня громкости

Время звучания (t)


Объем памяти для хранения данных 1 канала (моно)

I=f·b·t

(для хранения информации о звуке длительностью  t секунд, закодированном с частотой дискретизации f Гц и глубиной кодирования b бит требуется I бит памяти)

При двухканальной записи (стерео)  объем памяти, необходимый для хранения данных одного канала, умножается на 2 

I=f·b·t·2
 

Единицы измерения I - биты, b -биты, f - Герцы,  t – секунды Частота дискретизации 44,1 кГц, 22,05 кГц, 11,025 кГц

Кодирование звуковой информации


Основные теоретические положения

Временная дискретизация звука. Для того чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть преобразован в цифровую дискретную форму с помощью временной дискретизации. Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки, для каждого такого участка устанавливается определенная величина интенсивности звука.

Таким образом, непрерывная зависимость громкости звука от времени A(t) заменяется на дискретную последовательность уровней громкости. На графике это выглядит как замена гладкой кривой на последовательность "ступенек".

Частота дискретизации. Для записи аналогового звука и его преобразования в цифровую форму используется микрофон, подключенный к звуковой плате. Качество полученного цифрового звука зависит от количества измерений уровня громкости звука в единицу времени, т.е. частоты дискретизации. Чем большее количество измерений производится за 1 секунду (чем больше частота дискретизации), тем точнее "лесенка" цифрового звукового сигнала повторяет кривую аналогового сигнала.

Частота дискретизации звука - это количество измерений громкости звука за одну секунду, измеряется в герцах (Гц). Обозначим частоту дискретизации буквой f.

Частота дискретизации звука может лежать в диапазоне от 8000 до 48 000 измерений громкости звука за одну секунду. Для кодировки выбирают одну из трех частот: 44,1 КГц, 22,05 КГц, 11,025 КГц.

Глубина кодирования звука. Каждой "ступеньке" присваивается определенное значение уровня громкости звука. Уровни громкости звука можно рассматривать как набор возможных состояний N, для кодирования которых необходимо определенное количество информации b, которое называется глубиной кодирования звука

Глубина кодирования звука - это количество информации, которое необходимо для кодирования дискретных уровней громкости цифрового звука.

Если известна глубина кодирования, то количество уровней громкости цифрового звука можно рассчитать по формуле N = 2b. Пусть глубина кодирования звука составляет 16 битов, тогда количество уровней громкости звука равно:

N = 2b = 216 = 65 536.

В процессе кодирования каждому уровню громкости звука присваивается свой 16-битовый двоичный код, наименьшему уровню звука будет соответствовать код 0000000000000000, а наибольшему - 1111111111111111.

Качество оцифрованного звука. Чем больше частота и глубина дискретизации звука, тем более качественным будет звучание оцифрованного звука. Самое низкое качество оцифрованного звука, соответствующее качеству телефонной связи, получается при частоте дискретизации 8000 раз в секунду, глубине дискретизации 8 битов и записи одной звуковой дорожки (режим "моно"). Самое высокое качество оцифрованного звука, соответствующее качеству аудио-CD, достигается при частоте дискретизации 48 000 раз в секунду, глубине дискретизации 16 битов и записи двух звуковых дорожек (режим "стерео").

Необходимо помнить, что чем выше качество цифрового звука, тем больше информационный объем звукового файла.

Задачи для самостоятельной подготовки.

1. Рассчитайте  объём  монофонического  аудиофайла  длительностью  10 с  при  16-битном  кодировании  и  частоте  дискретизации 44,1 к Гц.  (861  Кбайт)

2. Производится двухканальная (стерео) звукозапись с частотой дискретизации 48 кГц и 24-битным разрешением. Запись длится 1 минуту, ее результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Какое из приведенных ниже чисел наиболее близко к размеру полученного файла, выраженному в мегабайтах?

 1)0,3   2) 4   3) 16   4) 132

3. Производится одноканальная (моно) звукозапись с частотой дискретизации 11 кГц и глубиной кодирования 24 бита. Запись длится 7 минут, ее результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Какое из приведенных ниже чисел наиболее близко к размеру полученного файла, выраженному в мегабайтах?

 1) 11     2) 13    3)  15              4)  22

4. Производится двухканальная (стерео) звукозапись с частотой дискретизации 11 кГц и глубиной кодирования 16 бит. Запись длится 6 минут, ее результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Какое из приведенных ниже чисел наиболее близко к размеру полученного файла, выраженному в мегабайтах?

1) 11                2) 12           3)  13         4)  15

5. При  16-битном  кодировании,  частоте  дискретизации  32 кГц  и  объёме моноаудиофайла 700 Кбайт время  звучания  равно:

                          1) 20 с             2) 10 с             3) 1,5 мин                  4) 1,5 с

6. Одна минута записи цифрового аудиофайла занимает на диске 1,3 Мб, разрядность звуковой платы - 8. С какой частотой дискретизации записан звук?

7. Аналоговый звуковой сигнал  был  дискретизирован  сначала  с  использованием  256 уровней  интенсивности  сигнала  (качество  звучания  радиотрансляции),  а  затем  65 536 уровней (качество звучания аудио-CD).  Во  сколько  раз  различаются  информационные  объёмы  оцифрованного  звука?

                          1) 16                2) 24               3) 4                 4) 2

Литература.

  1. http://wiki.iteach.ru/images/f/fe/Лазарева_примеры_реш_задач.pdf
  2. http://kpolyakov.narod.ru/school/ege.htm
  3. http://fipi.ru/view/sections/217/docs/514.html
  4. Диагностические и тренировочные работы МИОО 2011-2012 http://www.alleng.ru/d/comp/com_ege-tr.htm
  5. http://festival.1september.ru/articles/103548/
  6. http://www.5byte.ru/9/0009.php
  7. Информатика. Задачник-практикум в 2 т. /Под ред. И.Г. Семакина, Е.К. Хеннера: Том 1. – Лаборатория Базовых Знаний, 2008 г. – 304 с.: ил. 
  8. Практикум по информатике и информационным технологиям. Учебное пособие для общеобразовательных учреждений / Н.Д. Угринович, Л.Л. Босова, Н.И. Михайлова. – М.: Бином. Лаборатория Знаний, 2002. 400 с.: ил.

Размер звукового файла

Кодирование звуковой информации

 

Звук – это распространяющиеся в воздухе, воде или другой среде волны с непрерывно меняющейся интенсивностью и частотой.


Чем больше амплитуда сигнала, тем он громче для человека; чем больше частота сигнала, тем выше тон.

 

Типичные значения громкости:

Звук Громкость
Порог слышимости 0 дБ
Шелест листвы, тиканье наручных часов, дыхание 10-20 дБ
Шум в помещении 30-40 дБ
Тихий разговор 40-50 дБ
Громкий разговор 60-70 дБ
Шумная улица 70-80 дБ
Громкая дискотека 100-120 дБ
Болевой порог 130 дБ

 

Оцифровка звука

Цифровой звук – это аналоговый звуковой сигнал, представленный посредством дискретных численных значений его амплитуды.

Оцифровка звука — технология преобразования аналогового звукового сигнала в цифровой вид.


Заключается в осуществлении замеров амплитуды сигнала с определенным временным шагом и последующей записи полученных значений в численном виде. Другое название оцифровки звука — аналогово-цифровое преобразование звука.

Частота дискретизации звука — это количество измерений громкости звука за одну секунду.

Частота дискретизации звука может лежать в диапазоне от 8000 до 48 000 измерений громкости звука за одну секунду.

Глубина кодирования звука - это количество информации, которое необходимо для кодирования дискретных уровней громкости цифрового звука.

Если известна глубина кодирования, то количество уровней громкости цифрового звука можно рассчитать по формуле N = 2R. Пусть глубина кодирования звука составляет 16 битов, тогда количество уровней громкости звука равно:

N = 2R = 216 = 65 536.

В процессе кодирования каждому уровню громкости звука присваивается свой 16-битовый двоичный код, наименьшему уровню звука будет соответствовать код 0000000000000000, а наибольшему - 1111111111111111.

 

Размер звукового файла

I=f×R×N×t, где

f - частота дискретизации (Гц)

R – глубина кодирования (разрядность)

N – количество каналов (1 – моно, 2 – стерео …)

t – время звучания (с)

Можно оценить информационный объем стереоаудиофайла длительностью 1 секунда при высоком качестве звука 16 бит, 48 кГц.

48000 Гц ×16 бит ×2×1=1536000бит=192000 байт=187,5 кБайт

 

Домашняя работа:

1. Производится одноканальная (моно) звукозапись с частотой дискретизации 22 кГц и глубиной кодирования 16 бит. Запись длится 2 минуты, ее результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Каков размер файла?

2. Двухканальная (стерео) звукозапись с частотой дискретизации 16 кГц и 32-битным разрешением велась в течение 5 минут. Сжатие данных не производилось. Каков размер полученного файла?

3. Производилась двухканальная (стерео) звукозапись с частотой дискретизации 64 кГц и 24-битным разрешением. В результате был получен файл размером 72 Мбайт, сжатие данных не производилось. Определите приблизительно, сколько времени (в минутах) проводилась запись. В качестве ответа укажите ближайшее к времени записи целое число.

4. Производилась двухканальная (стерео) звукозапись с частотой дискретизации 64 кГц и 16-битным разрешением. В результате был получен файл размером 64 Мбайт, сжатие данных не производилось. Определите приблизительно, сколько времени (в минутах) проводилась запись. В качестве ответа укажите ближайшее к времени записи целое число.


Похожие статьи:

Определить объем звукового файла — КиберПедия

Методические указания

Временная дискретизация – процесс, при котором, во время кодирования непрерывного звукового сигнала, звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки, причем для каждого такого участка устанавливается определенная величина амплитуды. Чем больше амплитуда сигнала, тем громче звук.

Глубина звука (глубина кодирования) - количество бит на кодировку звука.

Уровни громкости (уровни сигнала) - звук может иметь различные уровни громкости. Количество различных уровней громкости рассчитываем по формуле N= 2I где I – глубина звука.

Частота дискретизации – количество измерений уровня входного сигнала в единицу времени (за 1 сек). Чем больше частота дискретизации, тем точнее процедура двоичного кодирования. Частота измеряется в герцах (Гц). 1 измерение за 1 секунду – 1 Гц.

Измерений за 1 секунду 1 кГц. Обозначим частоту дискретизации буквой D.

Считается, что диапазон частот, которые слышит человек, составляет от 20 Гц до 20 кГц.

Качество двоичного кодирования – величина, которая определяется глубиной кодирования и частотой дискретизации.

Аудиоадаптер (звуковая плата) – устройство, преобразующее электрические колебания звуковой частоты в числовой двоичный код при вводе звука и обратно (из числового кода в электрические колебания) при воспроизведении звука.

Характеристики аудиоадаптера: частота дискретизации и разрядность регистра.

Разрядность регистра – число бит в регистре аудиоадаптера. Чем больше разрядность, тем меньше погрешность каждого отдельного преобразования величины электрического тока в число и обратно. Если разрядность равна I, то при измерении входного сигнала может быть получено 2I =N различных значений.

Размер цифрового моноаудиофайла (A) измеряется по формуле:

, где D –частота дискретизации (Гц), T – время звучания или записи звука, I – глубина кодирования (разрешение). По этой формуле размер измеряется в байтах.

Размер цифрового стереоаудиофайла (A) измеряется по формуле:

, сигнал записан для двух колонок, так как раздельно кодируются левый и правый каналы звучания.

Размер цифрового четырехканального стереоаудиофайла (A) измеряется по формуле:

, объем памяти, необходимый для хранения данных одного канала умножается на 4.

Примеры

1. Определить размер (в байтах) цифрового аудиофайла, время звучания которого составляет 10 секунд при частоте дискретизации 22,05 кГц и разрешении 8 бит. Файл сжатию не подвержен.



Решение.

Формула для расчета размера (в байтах) цифрового аудио-файла: .

Для перевода в байты полученную величину надо разделить на 8 бит.

.

(байт).

Ответ: размер файла 220500 байт.

2. Определить объем памяти для хранения цифрового аудиофайла, время звучания которого составляет две минуты при частоте дискретизации 44,1 кГц и разрешении 16 бит.

Решение.

– объем памяти для хранения цифрового аудиофайла.

Ответ: ≈ 10 Мб.

3. Производится двухканальная (стерео) звукозапись с частотой дискретизации 32 кГц и 16-битным разрешением. Запись длится 5 минут, её результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Определите размер полученного файла, выраженного в мегабайтах.

Решение.

Так как частота дискретизации 32 кГц, то за одну секунду запоминается 32 000 значений сигнала.

Глубина кодирования 16 бита, т. е. 2 байта. Т. к. запись двухканальная, объём памяти, необходимый для хранения данных одного канала, умножается на 2. Чтобы найти размер полученного файла, необходимо умножить время, в течение которого проводилась запись на глубину кодирования и на частоту дискретизации:

300 · 2 · 2 · 32 000 = 38 400 000 байт = 36,6 Мбайт.

Ответ: 36,6 Мбайт.

4. В течение двух минут производилась четырёхканальная (квадро) звукозапись с частотой дискретизации 24 кГц и 16-битным разрешением. Определите размер полученного файла, выраженного в мегабайтах.

Решение.

Так как частота дискретизации 24 кГц, то за одну секунду запоминается 24 000 значений сигнала.

Глубина кодирования – 16 бит = 2 байта, время записи 2 минуты или 120 секунд. Т.к. запись четырёхканальная, то объём памяти, необходимый для хранения данных одного канала, умножается на 4, поэтому для хранения информации о такой записи потребуется 24000 · 2 · 120 · 4 = 2304 0000 байт или 21,97 Мб, что близко к 22 Мб.

Ответ: 22 Мбайт.

5. Объем свободной памяти на диске – 5,25 Мб, разрядность звуковой платы – 16. Какова длительность звучания цифрового аудиофайла, записанного с частотой дискретизации 22,05 кГц?



Решение.

Формула для расчета длительности звучания: T=A/D/I

(объем памяти в байтах) : (частота дискретизации в Гц) : (разрядность звуковой платы в байтах):

5,25 Мбайт = 5505024 байт.

Т=5505024 байт: 22050 Гц : 2 байта = 124,8 сек.

Ответ: 124,8 секунды.

6. Оцените информационный объем стереоаудиофайла длительностью звучания 1 минута, если «глубина» кодирования 16 бит, а частота дискретизации 48 кГц.

Решение.

Информационный объем звукового файла длительностью в 1 секунду равен:

16 бит · 48 000 · 2 = 1 536 000 бит = 187,5 Кбайт (умножили на 2, так как стерео).

Информационный объем звукового файла длительностью 1 минута равен:
187,5 Кбайт/с · 60 с ≈ 11 Мбайт.

Ответ: 11 Мб.

7. Проводилась одноканальная (моно) звукозапись с частотой дискретизации 16 кГц и 32-битным разрешением. В результате был получен файл размером 20 Мбайт, сжатие данных не производилось. Определите временя, в течение которого проводилась запись.

Решение.

Так как частота дискретизации 16 кГц, то за одну секунду запоминается 16000 значений сигнала.

Глубина кодирования – 32 бита = 4 байта, размер файла 20 Мб = 20971520 байт. Время записи определится следующим образом: Т = 20971520 / (16000 · 4) = 328 секунд или 5,5 минут, что близко к 5 минутам.

Ответ: 5,5 мин.

8. Производится двухканальная (стерео) звукозапись с частотой дискретизации 48 кГц и 32-битным разрешением, результаты записываются в файл, сжатие данных не используется. Размер файла с записью не может превышать 16 Мбайт. Определите продолжительность записи в секундах.

Решение.

Так как частота дискретизации 48 кГц, то за одну секунду запоминается 48 000 значений сигнала.

Глубина кодирования 32 бит, т. е. 4 байта. Поскольку запись двухканальная, объём памяти, необходимый для хранения данных одного канала, умножается на 2, поэтому, так как размер файла не может превышать 16 Мбайт, один канал занимает 8 Мбайт или 8·220 байт. Чтобы найти максимально возможную продолжительность записи, необходимо разделить найденный информационный объем на глубину кодирования и на частоту дискретизации:

сек

Ответ: 43,69 сек.

9. Производилась четырёхканальная (квадро) звукозапись с частотой дискретизации 32 кГц и 24-битным разрешением. В результате был получен файл размером 20 Мбайт, сжатие данных не производилось. Определите время, в течение которого проводилась запись, в секундах.

Решение.

Так как частота дискретизации 32 кГц, то за одну секунду запоминается 32 000 значений сигнала.

Глубина кодирования 24 бита, т. е. 3 байта. Т. к. запись четырёхканальная, объём памяти, необходимый для хранения данных одного канала, умножается на 4, поэтому, так как потребовалось 20 Мбайт, один канал занимает 5 Мбайт или 5·220 байт. Чтобы найти время, в течение которого проводилась запись, необходимо разделить найденный информационный объем на глубину кодирования и на частоту дискретизации:

сек.

Тем самым, время записи примерно равно 1 минуте.

Ответ: 1 минута.

Задания для самостоятельной работы

Вариант 1

1. Студенты группы изучают один из трех языков: английский, немецкий или французский. Причем 12 студентов не учат английский. Сообщение, что случайно выбранный студент Петров изучает английский, несет log23 бит информации, а что Иванов изучает французский – 1 бит. Сколько студентов изучают немецкий язык?

2. В некоторой стране автомобильный номер длиной 7 символов составляют из заглавных букв (задействовано 30 различных букв) и десятичных цифр в любом порядке. Каждый такой номер в компьютерной программе записывается минимально возможным и одинаковым целым количеством байт (при этом используют посимвольное кодирование и все символы кодируются одинаковым и минимально возможным количеством бит). Определите объем памяти, отводимый этой программой для записи 40 номеров.

3. Производится одноканальная (моно) звукозапись с частотой дискретизации 48 кГц и глубиной кодирования 16 бит. Запись длится 2 минуты, ее результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Определите размер полученного файла, выраженного в мегабайтах.

4. Проводилась одноканальная (моно) звукозапись с частотой дискретизации 16 кГц и 32-битным разрешением. В результате был получен файл размером 20 Мбайт, сжатие данных не производилось. Определите приблизительно, сколько минут производилась запись. В качестве ответа укажите ближайшее к времени записи целое число минут.

5. Для хранения изображения размером точек выделено128´128 4 Кбайт памяти. Определите, какое максимальное число цветов в палитре.

Вариант 2

1. В колоде содержится 32 карты. Из колоды случайным образом вытянули туза, потом его положили обратно и перетасовали колоду. После этого из колоды опять вытянули этого же туза. Какое количество бит информации в сумме содержат эти два сообщения?

2. В марафоне участвуют 12 спортсменов. Специальное устройство регистрирует прохождение финиша, записывая его номер с использованием минимально возможного количества бит, одинакового для каждого бегуна. Каков информационный объем сообщения, записанного устройством, после того как финиш пересекли 2/3 спортсменов?

3. Производится одноканальная (моно) звукозапись с частотой дискретизации 22 кГц и глубиной кодирования 16 бит. Запись длится 2 минуты, ее результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Определите размер полученного файла, выраженного в мегабайтах.

4. Производилась четырехканальная (квадро) звукозапись с частотой дискретизации 24 кГц и 16-битным разрешением. В результате был получен файл размером 1800 Мбайт, сжатие данных не производилось. Определите приблизительно, сколько минут производилась запись. В качестве ответа укажите ближайшее к времени записи целое число минут.

5. 16-цветный рисунок содержит 500 байт информации. Из скольких точек он состоит?

Вариант 3

1. В колоде содержится 32 карты. Из нее наугад взяли 2 карты. Какое количество информации несет сообщение о том, что выбраны туз и король одной масти?

2. 131 спортсмен участвовал в соревнованиях по толканию ядра. Все результаты записывались специальным автоматическим устройством с помощью минимально возможного количества бит, одинакового для всех спортсменов. Каков информационный объем сообщения, если известно, что наилучшим результатом было 37 метров?

3. Производится одноканальная (моно) звукозапись с частотой дискретизации 11 кГц и глубиной кодирования 24 бита. Запись длится 7 минут, ее результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Определите размер полученного файла, выраженного в мегабайтах.

4. Музыкальный фрагмент был записан в формате моно, оцифрован и сохранён в виде файла без использования сжатия данных. Размер полученного файла – 24 Мбайт. Затем тот же музыкальный фрагмент был записан повторно в формате стерео (двухканальная запись) и оцифрован с разрешением в 4 раза выше и частотой дискретизации в 1,5 раза меньше, чем в первый раз. Сжатие данных не производилось. Укажите размер файла в Мбайт, полученного при повторной записи. В ответе запишите только целое число, единицу измерения писать не нужно.

5. Определить требуемый объем (в мегабайтах) видеопамяти для реализации графического режима монитора с разрешающей способностью 1024×768 пикселей при количестве отображаемых цветов 4294967296.

Вариант 4

1. В составе 16 вагонов, среди которых К – купейные, П – плацкартные и СВ – спальные. Сообщение о том, что ваш друг приезжает в СВ несет 3 бита информации. Определите, сколько в поезде вагонов СВ.

2. ЕГЭ сдавали 64 ученика. Максимальный бал, который можно было получить во время экзамена – 100. Набранный балл (число, а не цифра) каждого ученика был закодирован с использованием двоичного кода минимально возможным количеством бит, равных для всех. Определите информационный объем сообщения, содержащего набранные баллы каждого ученика.

3. Производится одноканальная (моно) звукозапись с частотой дискретизации 16 кГц и 32-битным разрешением. Запись длится 8 минут, ее результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Определите размер полученного файла, выраженного в мегабайтах.

4. Производилась двухканальная (стерео) звукозапись с частотой дискретизации 64 кГц и 32-битным разрешением. В результате был получен файл размером 60 Мбайт, сжатие данных не производилось. Определите приблизительно, сколько времени (в минутах) проводилась запись? В качестве ответа укажите ближайшее к времени записи целое число.

5. Определить объем видеопамяти в Кбайтах для графического файла размером 480´1240 пикселей и глубиной цвета 16 бит.

Вариант 5

1. Ученики класса, состоящего из 21 человека, изучают немецкий или французский языки. Сообщение о том, что ученик A изучает немецкий язык, несет log23 бит информации. Сколько человек изучают французский язык?

2. В некоторой стране автомобильный номер длиной 10 символов составляют из заглавных букв (задействовано 19 различных букв) и десятичных цифр в любом порядке. Каждый такой номер в компьютерной программе записывается минимально возможным и одинаковым целым количеством байт (при этом используют посимвольное кодирование и все символы кодируются одинаковым и минимально возможным количеством бит). Определите объем памяти, отводимый этой программой для записи 40 номеров.

3. Производится одноканальная (моно) звукозапись с частотой дискретизации 16 кГц и 32-битным разрешением. Запись длится 4 минуты, ее результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Определите размер полученного файла, выраженного в мегабайтах.

4. Производилась двухканальная (стерео) звукозапись с частотой дискретизации 64 кГц и 16-битным разрешением. В результате был получен файл размером 60 Мбайт, сжатие данных не производилось. Определите приблизительно, сколько времени (в минутах) проводилась запись? В качестве ответа укажите ближайшее к времени записи целое число.

5. Определить объем видеопамяти в Килобайтах для графического файла размером 480´640 пикселей и палитрой из 32 цветов.

Вариант 6

1. В коробке лежали 64 фломастера. Все фломастеры - разных цветов. Какое количество информации содержит сообщение о том, что из неё достали красный фломастер?

2. При регистрации в компьютерной системе каждому пользователю выдается пароль, состоящий из 9 символов и содержащий только символы A, B, C, D. E, F. Каждый такой пароль в компьютерной программе записывается минимально возможным и одинаковым целым количеством байт (при этом используют посимвольное кодирование и все символы кодируются одинаковым и минимально возможным количеством бит). Определите объем памяти, отводимый этой программой для записи 50 паролей

3. Производится одноканальная (моно) звукозапись с частотой дискретизации 44,1 кГц и глубиной кодирования 16 бита. Запись длится 2 минуты, ее результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Определите размер полученного файла, выраженного в мегабайтах.

4. Проводилась одноканальная (моно) звукозапись с частотой дискретизации 16 кГц и 32-битным разрешением. В результате был получен файл размером 1 Мбайт, сжатие данных не производилось. Определите приблизительно, сколько минут производилась запись. В качестве ответа укажите ближайшее к времени записи целое число секунд.

5. После преобразования графического изображения количество цветов уменьшилось с 256 до 32. Во сколько раз уменьшился объем занимаемой им памяти?

Вариант 7

1. В доме 16 этажей. На каждом этаже по несколько квартир. Сообщение о том, что Саша живет в квартире №40, содержит 6 бит информации. Сколько квартир на каждом этаже?

2. При регистрации в компьютерной системе, используемой при проведении командной олимпиады, каждому ученику выдается уникальный идентификатор - целое число от 1 до 1000. Для хранения каждого идентификатора ученика используется одинаковое и минимально возможное количество бит. В каждой команде участвует 4 ученика. Идентификатор команды состоит из последовательно записанных идентификаторов учеников и 12 дополнительных бит. Для записи каждого идентификатора команды система использует одинаковое и минимально возможное количество байт. Сколько байт должна отвести система для записи идентификаторов 20 команд?

3. Производится одноканальная (моно) звукозапись с частотой дискретизации 8 кГц и глубиной кодирования 16 бита. Запись длится 2 минуты, ее результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Определите размер полученного файла, выраженного в мегабайтах.

4. Проводилась одноканальная (моно) звукозапись с частотой дискретизации 16 кГц и 24-битным разрешением. В результате был получен файл размером 3 Мбайт, сжатие данных не производилось. Определите приблизительно, сколько минут производилась запись. В качестве ответа укажите ближайшее к времени записи целое число секунд.

5. Цветной сканер имеет разрешение 512´1024 точек на дюйм. Объем памяти, занимаемой просканированным изображением размером 4´2 дюйма, составляет около 8 Мбайт. Какова выраженная в битах глубина представления цвета сканера?

Вариант 8

1. В корзине лежат 32 клубка шерсти. Среди них – 4 красных. Сколько информации несет сообщение о том, что достали клубок красной шерсти?

2. Автомобильный номер состоит из нескольких букв (количество букв одинаковое во всех номерах), за которыми следуют три цифры. При этом используются 10 цифр и только 5 букв: Н, О, М, Е и Р. Нужно иметь не менее 100 тысяч различных номеров. Какое наименьшее количество букв должно быть в автомобильном номере?

3. Производится одноканальная (моно) звукозапись с частотой дискретизации 16 кГц и 32-битным разрешением. Запись длится 4 минуты, ее результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Определите размер полученного файла, выраженного в мегабайтах.

4. Проводилась одноканальная (моно) звукозапись с частотой дискретизации 16 кГц и 32-битным разрешением. В результате был получен файл размером 20 Мбайт, сжатие данных не производилось. Определите приблизительно, сколько минут производилась запись. В качестве ответа укажите ближайшее к времени записи целое число минут.

5. Цвет пикселя монитора определяется тремя составляющими: зеленой, синей и красной. Под красную и синюю составляющие отвели по 5 бит. Сколько бит отвели под зеленую составляющую, если растровое изображение размером 8´8 пикселей занимает 128 байт?

Вариант 9

1. В коробке лежат 64 цветных карандаша. Сообщение о том, что достали белый карандаш, несет 4 бита информации. Сколько белых карандашей было в корзине?

2. Автомобильный номер состоит из трех букв, за которыми следуют три цифры. При этом используются 10 цифр и только 6 букв: Я, Н, Д, Е, К и С. Для хранения одного номера используется минимально возможное и одинаковое для всех номеров количество бит. Сколько байт памяти потребуется для хранения 400 автомобильных номеров? Номера хранятся без разделителей.

3. Производится одноканальная (моно) звукозапись с частотой дискретизации 48 кГц и 16-битным разрешением. Запись длится 2 минуты, ее результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Определите размер полученного файла, выраженного в мегабайтах

4. Проводилась одноканальная (моно) звукозапись с частотой дискретизации 16 кГц и 24-битным разрешением. В результате был получен файл размером 3 Мбайт, сжатие данных не производилось. Определите приблизительно, сколько минут производилась запись. В качестве ответа укажите ближайшее к времени записи целое число секунд.

5. Цвет пикселя монитора определяется тремя составляющими: зеленой, синей и красной. Под красную и синюю составляющие отвели по 5 бит. Сколько бит отвели под зеленую составляющую, если растровое изображение размером 8´8 пикселей занимает 128 байт?

Вариант 10

1. В ящике лежат перчатки (белые и черные). Среди них – 2 пары черных. Сообщение о том, что из ящика достали пару черных перчаток, несет 4 бита информации. Сколько всего пар перчаток было в ящике?

2. При регистрации в компьютерной системе, используемой при проведении командной олимпиады, каждому ученику выдается уникальный идентификатор - целое число от 1 до 1000. Для хранения каждого идентификатора используется одинаковое и минимально возможное количество бит. Идентификатор команды состоит из последовательно записанных идентификаторов учеников и 8 дополнительных бит. Для записи каждого идентификатора команды система использует одинаковое и минимально возможное количество байт. Во всех командах равное количество участников. Сколько участников в каждой команде, если для хранения идентификаторов 20 команд-участниц потребовалось 180 байт?

3. Производится одноканальная (моно) звукозапись с частотой дискретизации 16 кГц и 32-битным разрешением. Запись длится 12 минут, ее результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Определите размер полученного файла, выраженного в мегабайтах.

4. Производится одноканальная (моно) цифровая звукозапись. Значение сигнала фиксируется 48 000 раз в секунду, для записи каждого значения используется 32 бит. Результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Размер файла с записью не может превышать 16 Мбайт. Определите приблизительно, сколько минут производилась запись. В качестве ответа укажите ближайшее к времени записи целое число секунд.

5. После преобразования растрового 256-цветного графического файла в черно-белый двуцветный формат его размер уменьшился на 70 байт. Каков был размер исходного файла в байтах?

Вариант 11

1. В классе 30 человек. За контрольную работу по математике получено 6 пятерок, 15 четверок, 8 троек и 1 двойка. Какое количество информации в сообщении о том, что Иванов получил четверку?

2. В велокроссе участвуют 119 спортсменов. Специальное устройство регистрирует прохождение каждым из участников промежуточного финиша, записывая его номер с использованием минимально возможного количества бит, одинакового для каждого спортсмена. Каков информационный объем сообщения, записанного устройством, после того как промежуточный финиш прошли 70 велосипедистов?

3. Производится одноканальная (моно) звукозапись с частотой дискретизации 16 кГц и 32-битным разрешением. Запись длится 11 минут, ее результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Определите размер полученного файла, выраженного в мегабайтах.

4. Производится одноканальная (моно) цифровая звукозапись. Значение сигнала фиксируется 16 000 раз в секунду, для записи каждого значения используется 32 бит. Результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Размер файла с записью не может превышать 3 Мбайт. Определите приблизительно, сколько минут производилась запись. В качестве ответа укажите ближайшее к времени записи целое число секунд.

5. В процессе преобразования растрового графического файла его объем уменьшился в 1,5 раза. Сколько цветов было в палитре первоначально, если после преобразования получено изображение того же разрешения в 256-цветной палитре?

Вариант 12

1. Сообщение о том, что ваш друг живет на 6 этаже несет 4 бита информации. Сколько этажей в доме?

2. При регистрации в компьютерной системе каждому пользователю выдаётся пароль, состоящий из 6 символов и содержащий только символы из 7 буквенного набора Н, О, Р, С, Т, У, X. В базе данных для хранения сведений о каждом пользователе отведено одинаковое и минимально возможное целое число байт. При этом используют посимвольное кодирование паролей, все символы кодируются одинаковым и минимально возможным количеством бит. Кроме собственно пароля для каждого пользователя в системе хранятся дополнительные сведения, для чего отведено 10 байт. Определите объём памяти, необходимый для хранения сведений о 100 пользователях

3. Производится одноканальная (моно) звукозапись с частотой дискретизации 128 Гц. При записи использовались 64 уровня дискретизации. Запись длится 6 минут 24 секунд, её результаты записываются в файл, причём каждый сигнал кодируется минимально возможным и одинаковым количеством битов. Определите размер полученного файла, выраженного в мегабайтах.

4. Производилась двухканальная (стерео) звукозапись с частотой дискретизации 16 кГц и 24-битным разрешением. В результате был получен файл размером 60 Мбайт, сжатие данных не производилось. Определите приблизительно, сколько минут производилась запись. В качестве ответа укажите ближайшее к времени записи целое число минут.

5. Фотография размером 10´10 см была отсканирована с разрешением 400dpi при глубине цвета 24 бита. Определите информационную емкость полученного растрового файла в килобайтах. Примечание: принять 1 дюйм = 2,5 см.

Вариант 13

1. В колоде содержится 32 карты. Из колоды случайным образом вытянули карту. Сколько информации несет сообщение о том, что вытянутая карта - туз?

2. В бассейне ведется наблюдение за температурой воды. Результатом одного измерения является целое число от +10 до +35 градусов, которое записывается при помощи минимально возможного количества бит. Было сделано 27 измерений. Определите информационный объем всех результатов наблюдения.

3. Производится одноканальная (моно) звукозапись с частотой дискретизации 256 Гц. При записи использовались 128 уровней дискретизации. Запись длится 8 минут, её результаты записываются в файл, причём каждый сигнал кодируется минимально возможным и одинаковым количеством битов. Определите размер полученного файла, выраженного в килобайтах.

4. Производится двухканальная (стерео) звукозапись с частотой дискретизации 16 кГц и 24-битным разрешением, результаты записываются в файл, сжатие данных не используется. Размер файла с записью не может превышать 4 Мбайт. Определите приблизительно, сколько минут производилась запись. В качестве ответа укажите ближайшее к времени записи целое число секунд.

5. Для кодирования цвета фона интернет-страницы используется атрибут <bgcolor=”#XXXXXX”>, где в кавычках задаются шестнадцатеричные значения интенсивности цветовых компонент в 24-битной цветовой модели RGB. Какой цвет будет у страницы, задаваемой тегом <bgcolor=”#FFFF00”>?

Вариант 14

1. Какое количество информации несет сообщение о том, что человек живет в первом или втором подъезде, если в доме 16 подъездов?

2. При регистрации в компьютерной системе каждому пользователю выдаётся пароль, состоящий из 15 символов и содержащий только символы из 12-символьного набора: А, В, C, D, Е, F, G, H, K, L, M, N. В базе данных для хранения сведений о каждом пользователе отведено одинаковое и минимально возможное целое число байт. При этом используют посимвольное кодирование паролей, все символы кодируют одинаковым и минимально возможным количеством бит. Кроме собственно пароля, для каждого пользователя в системе хранятся дополнительные сведения, для чего выделено целое число байт; это число одно и то же для всех пользователей. Для хранения сведений о 20 пользователях потребовалось 400 байт. Сколько байт выделено для хранения дополнительных сведений об одном пользователе? В ответе запишите только целое число – количество байт.

3. В течение трех минут производилась четрёхканальная (квадро) звукозапись с частотой дискретизации 16 КГц и 24-битным разрешением. Сжатие данных не производилось. Определите размер полученного файла, выраженного в мегабайтах

4. Производится двухканальная (стерео) звукозапись с частотой дискретизации 16 кГц и 24-битным разрешением, результаты записываются в файл, сжатие данных не используется. Размер файла с записью не может превышать 8 Мбайт. Определите приблизительно, сколько минут производилась запись. В качестве ответа укажите ближайшее к времени записи целое число секунд.

5. В цветовой модели RGB графического редактора Paint.NET установлены следующие десятичные параметры цвета: 127, 127, 127. Какой цвет будет соответствовать этим параметрам?

Вариант 15

1. Для передачи сигналов на флоте используются специальные сигнальные флаги, вывешиваемые в одну линию (последовательность важна). Какое количество различных сигналов может передать корабль при помощи трех сигнальных флагов, если на корабле имеются флаги четырех различных видов (флагов каждого вида неограниченное количество)?

2. При регистрации в компьютерной системе каждому пользователю выдаётся пароль, состоящий из 11 символов и содержащий только символы И, К, Л, М, Н. Каждый такой пароль в компьютерной программе записывается минимально возможным и одинаковым целым количеством байт (при этом используют посимвольное кодирование и все символы кодируются одинаковым и минимально возможным количеством бит). Определите объём памяти, отводимый этой программой для записи 60 паролей.

3. В течение одной минуты производилась четырехканальная (квадро) звукозапись с частотой дискретизации 32 кГц и 32-битным разрешением. Сжатие данных не производилось. Определите размер полученного файла, выраженного в мегабайтах.

4. Производится двухканальная (стерео) звукозапись с частотой дискретизации 48кГц и 32-битным разрешением, результаты записываются в файл, сжатие данных не используется. Размер файла с записью не может превышать 16Мбайт. Определите приблизительно, сколько минут производилась запись. В качестве ответа укажите ближайшее к времени записи целое число секунд.

5. Достаточно ли видеопамяти объемом 256 Кбайт для работы монитора в режиме 640 ´ 480 и палитрой из 16 цветов?

Вариант 16

1. Каждый элемент светового табло может гореть одним из 4 цветов. Какое наименьшее количество элементов должно работать, чтобы можно было передать 500 различных сигналов?

2. В велокроссе участвуют 779 спортсменов. Специальное устройство регистрирует прохождение каждым из участников промежуточного финиша, записывая его номер с использованием минимально возможного количества бит, одинакового для каждого спортсмена. Каков информационный объем сообщения (в байтах), записанного устройством, после того как промежуточный финиш прошли 280 велосипедистов?

3. Производится четырёхканальная (квадро) звукозапись с частотой дискретизации 16 кГц и 16-битным разрешением. Запись длится 1 минуту, её результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Определите размер полученного файла, выраженного в мегабайтах.

4. Производится двухканальная (стерео) звукозапись с частотой дискретизации 16кГц и 32-битным разрешением, результаты записываются в файл, сжатие данных не используется. Размер файла с записью не может превышать 3Мбайт. Секунд

5. Каков минимальный объем памяти (в байтах), достаточный для хранения черно-белого растрового изображения размером 32 х 32 пикселя, если известно, что в изображении используется не более 16 градаций серого цвета.

Вариант 17

1. В ящике белые и черные шары. Черных среди них 2. Сообщение о том, что достали черный, несет 4 бита информации. Сколько белых шаров в ящике?

2. При регистрации в компьютерной системе каждому пользователю выдается пароль, состоящий из13 символов и содержащий только символы Z, X, C, V, B. Каждый такой пароль в системе записывается минимально возможным и одинаковым целым количеством байт (при этом используют посимвольное кодирование и все символы кодируются одинаковым и минимально возможным количеством бит). Определи объем памяти, отводимый системой для записи 75 паролей.

3. Производится четырёхканальная (квадро) звукозапись с частотой дискретизации 32 кГц и 24-битным разрешением. Запись длится 1 минуту, её результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Определите размер полученного файла, выраженного в мегабайтах.

4. Производится двухканальная (стерео) звукозапись с частотой дискретизации 48кГц и 16-битным разрешением, результаты записываются в файл, сжатие данных не используется. Размер файла с записью не может превышать 2Мбайт. Секунд.

5. Монитор работает с 16 цветной палитрой в режиме 640*400 пикселей. Для кодирования изображения требуется 1250 Кбайт. Сколько страниц видеопамяти оно занимает?

Вариант 18

1. К празднику надували белые и синие шарики. Белых шариков 24. Сообщение о том, что лопнул синий шарик, несет 2 бита информации. Сколько всего надули шариков?

2. При регистрации в компьютерной системе каждому пользователю выдаётся пароль, состоящий из 15 символов и содержащий только символы Ш,К,О,Л,А (таким образом, используется 5 различных символов). Каждый такой пароль в компьютерной системе записывается минимально возможным и одинаковым целым количеством байт (при этом используют посимвольное кодирование и все символы кодируются одинаковым и минимально возможным количеством бит). Определите объём памяти, отводимый этой системой для записи 30 паролей.

3. Производится четырёхканальная (квадро) звукозапись с частотой дискретизации 64 кГц и 32-битным разрешением. Запись длится 1 минуту, её результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Определите размер полученного файла, выраженного в мегабайтах.

4. Производится двухканальная (стерео) звукозапись с частотой дискретизации 48кГц и 32-битным разрешением, результаты записываются в файл, сжатие данных не используется. Размер файла с записью не может превышать 6Мбайт. Определите приблизительно, сколько минут производилась запись. В качестве ответа укажите ближайшее к времени записи целое число секунд.

5. Объем видеопамяти равен 256 Кб. Количество используемых цветов -16. Вычислите варианты разрешающей способности дисплея. При условии, что число страниц изображения может быть равно 1, 2 или 4.

Вариант 19

1. В ящике находится 32 теннисных мяча, среди которых есть мячи желтого цвета. Наудачу вынимается один мяч. Сообщение «извлечен мяч НЕ желтого цвета» несет 4 бита информации. Сколько желтых мячей в ящике?

2. При регистрации в компьютерной системе каждому пользователю выдаётся пароль, состоящий из 15 символов и содержащий только символы А, Б, В, Г,Д, Е. Каждый такой пароль в компьютерной программе записывается минимально возможным и одинаковым целым количеством байт, при этом используют посимвольное кодирование и все символы кодируются одинаковым и минимально возможным количеством бит. Определите, сколько байт необходимо для хранения 20 паролей.

3. Производится четырёхканальная (квадро) звукозапись с частотой дискретизации 32 кГц и 16-битным разрешением. Запись длится 1 минуту, её результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Определите размер полученного файла, выраженного в мегабайтах.

4. Производилась четырёхканальная (квадро) звукозапись с частотой дискретизации 16 кГц и 24-битным разрешением. В результате был получен файл размером 48 Мбайт, сжатие данных не производилось. Определите приблизительно, сколько минут производи

Школьная информатика в помощь аудиофилу. Часть 1. – hifi-audio.ru

Почему часть первая, скажете вы, может эта информация не нужна или скучна, а автор задумал уже и вторую часть. Но дело в том, что задумал автор как раз сразу именно вторую часть, и она не столько про задачи, а про довольно один любопытный вопрос,  но без первой части, во-первых, то что там будет рассмотрено, не понять, а во вторых, есть парадокс, когда люди увлекающиеся аудио вроде-бы и сами все знают, но в элементарных понятиях “плавают”.
Вот и ударим праведным молотом информации по не грамотности или “забывчивости”.
И что в этом нам поможет?
Друзья, вы не поверите вероятно, но поможет нам школьный, как я понял, курс информатики.
Школьная информатика в помощь аудиофилу – прекрасный заголовок, как мне кажется, и связь поколений, и единение.

Итак, вы знаете как посчитать размер аудио-файла, его частоту и прочие моменты?  Кто-то уверенно скажет “да”, но, я уверен, что многие скажут “знаю, но не помню”,  и что-то в этом роде. Ведь так, признаемся?
На глаза как раз попался сборник задач по информатике, Как никогда актуальный.
Давайте рассмотрим задачи из него, которые мне показались крайне позновательными и любопытными и совместно их решим, разумеется.

Задачи даны по уроку “Определение объема звукового файла”.
Постулаты:
Размер цифрового моноаудиофайла измеряется по формуле: 

A = D*T*i,

где D – частота дискретизации (Гц), T – время звучания или записи звука, i – разрядность регистра (разрешение).
Но лично мне такое наименование не нравится, сразу не понятно, что есть что, поэтому формулу я перепишу с такими обозначениями:

Р = f * t * b

, где

Р – размер файла в байтах, f – частота дискретизации (Гц), t – время звучания звука (сек), b – разрядность регистра (в байтах).
Все необходимые сведения даны, и теперь попробуем решить первую задачу.

Задача 1.

Одна минута записи цифрового аудиофайла занимает на диске 1,3 Мб, разрядность звуковой платы — 8. С какой частотой (?) дискретизации записан звук?

Вам все  понятно и вы уже решили в уме? Молодцы, мы пока порешаем.

Итак, дано:

Р (размер) = 1,3 Мб
t = одна минута или = 60 секунд
Разрядность звуковой платы — 8 бит
f  (частота дескритизации, Гц) = ?

Решение.

Для начала переведем размер аудиофайла данный в мегабайтах с байты, чтобы воспользоваться формулой, которая ведет расчеты в минимальных величинах, а именно байтах, герцах и секундах.

Как перевести мегабайты в байты?
Во первых мегабайт состояит из килобайт.
Кило-байт = кило переводится как тысяча. Но в цифровом мире килобайт = 1024 .
Итак, 1 мегабайт (Мб) = 1024 килобайт (Кб).
Но килобайт еще надо превратить в байты.
Кило, Как мы знаем, это переводится, как 1000, но в цифровом мире это 1024.
Почему?
В цифровом мире все определяется двумя значениями – 0 или 1.
0 – нет, 1  – да.
Соответствено минимальный элемент рассчета – это 1 бит ( binary digit – двоичное число). Один бит может тметь значение 0 или 1.

Соответственно используется двоичная система счисления.
Одному биту соответствует один двоичный триггер, имеющий два положения – включен (1) или выключен (0), есть напряжение (1) или нет (0).
Ладно, куда то меня понесло слищком далеко.
Короче, 1024, а не 1000, потому что 2 в 10 степени = 1024.
Именно 2, потому что используется двоичное исчесление, т.е. возможны два значения (0 или 1).
Другими словами 1 бит принимает 2 состояния. 2 бита уже могут принять 4 состояние (с нулями и единицами), 3 бита уже 8 состояний.
Почему?
3 бита.
1 бит – это два значения = 2. Сколько состояний у 3 бит?
2 * 2 * 2= 8
У 4 бит значений может быть:
2 * 2 *2 *2 =  16
и тд.

А теперь посмотрите  2*2*2 – это  2^3 (читается как два в степени 3).
2^4 – это 16
а соответственно
2^10 = 1024
Вернемся к задаче.

Первести 1,3 Мб в байты.
1 Мб = 1024 кб
1 кб = 1024 байта
Следовательно, чтобы узнать сколько байт в килобайте и в мегабайте, Умножаем на 1024, чтобы из мегабайт получить килобайты:
1,3 Мб = 1,3*1024 = 1331,2 кб
А теперь умножаем на 1024 еще раз, чтобы из килобайт получить байты, ведь в 1 кб находится 1024 байта.
1331,2 * 1024 = 1363148,8 байт
Итак,
Р (размер) = 1363148,8 байт
Теперь следующий интересный момент условия:

Разрядность звуковой платы — 8 бит

Вам следует знать, что бит мельчайшая единица измерения, и 8 бит составляют 1 байт.

1 байт = 8 бит
Следовательно,
2 байта = 16 бит (8+8)
3 байта = 24 бит (8+8+8)
4 байт = 32 бит (8+8+8+8)
и тд.

По условию нам нужно узнать частоту дескретизации файла.
Вспомним формулу:

Р (байт) = f (Гц) * t (сек) * b (байт)

Р  = f * t * b

Чтобы узнать f (частоту дескретизации), нужно f оставить с одной стороны формулы, а все остальные перенести, если нужно – в другую сторону, за знак =.
При переносе знаки меняются, + превращается в минус, а * превращается в разделить и наоборот.
Смотрите, Р и f у нас сразу итак по разные стороны от знака =

f=Р

, поэтому их мы не трогаем. А вот остальные переносим:
t умножаласть, раз она переносится через знак  =, то на нее будут делить, получается так:

f=Р/t

далее надо перенести b. На нее умножалось, значит, теперь на нее будет делится то, что уже перенесено:

f=Р/t/b

Готово.

Р (размер) = 1363148,8 байт
t= 1 минута = 60 сек
b= 1 байт.
Почему 1 байт?
Дано в условии:
Разрядность звуковой платы — 8 бит
А 8 бит – это 1 байт.
В формулу надо подставлять именно байты. если бы формула требовала биты, то мы бы не перводили биты в байты. Но формула построена так, что требует именно байты. Поэтому мы перводим данные гам в условии 8 бит в байты и получаем – 8 бит = 1 байт.

Подставляем значения:

f=Р/t/b

f = 1363148,8 байт / 60 сек / 1 = 22719,14666666667 =22719 Гц

Так как ближайшее значение дескритизации формата – это 22050 Гц, то считаем, что файл оцифрован со значением 22050 Гц.

Другие популярные значения дескретизации 44100 Гц (СД) и тд.

Задача решена. Если вы все это знали, но забыли, давайте разомнемся еще на одной задаче.

 

А некоторые аудиофилы слушают спиной, чтобы другим не повадно было

Задача 2. Объем свободной памяти на диске — 5,25 Мб, разрядность звуковой платы — 16. Какова длительность звучания цифрового аудиофайла, записанного с частотой дискретизации 22,05 кГц? 

Дано:

Р = 5,25 Мб = 5,25*1024*1024=5505024 байт

b = разрядность звуковой платы — 16 бит = 16/8 = 2 байт

f = 22,05 кГц = 22,05*1000 = 22050.

Вы скажите, а почему это  для килобайт мы умножали на 1024, а килогерцы в герцы переводим  умножая на 1000? Герцы оперируют именно 1000, и никак иначе. 1кГц = 1000 Гц. 1Мгц = 1000 кГц.

Вспоминаем формулу:

Р = f * t * b

Нужно узнать время длительности файла, т.е. Т.

Смотрим, t и Р уже по разные стороны от знака =, их не трогаем.

t= Р
остальные переносим с противоположным знаком (- = +, *=/ ) :
t = Р/f/b
Считаем:
t= 5505024/22050/2=124,8 секунды

Вторая задача уже пролетела легче?

Задача 3. Две минуты записи цифрового аудиофайла занимают на диске 5,1 Мб. Частота дискретизации — 22050 Гц. Какова разрядность аудиоадаптера?    

Дано:

t = 2 минуты = 2*60 = 120 сек
Р= 5,1 мб = 5,1*1024 = 5222,4 кб = 5222,4 * 1024 =5347737,6 байт
f = 22050 Гц
Узнать разрядность аудиоадаптера b.

Формула:
Р = f * t * b

Видим, что b и Р по разные стороны от знака  = поэтому их не трогаем.
b=Р

переносим оставшиеся с заменой знаков.
b=P/f/t

b = 5347737,6/22050/120= 2 байта
Переводим байты в биты, ибо разрешение звукового адаптера измеряется в битах:

1 байт = 8 бит (это аксиома)
2 байт = 8 бит +8 бит = 16 бит

Ответ: разрядность аудиоадаптера 16 бит.

 

Задача 4.

Определите качество звука (качество радиотрансляции, среднее качество, качество аудио-CD) если известно, что объем моноаудиофайла длительностью звучания в 10 сек. равен: а) 940 Кбайт;          б) 157 Кбайт.

Задача на самом деле поставлена некорректно, потому что не уточняется, что битность звука задумана равная 16 бит. Будем это иметь в виду. Возможно подразумевается, что раз озвучили формат качества аудио-СД, имеющий параметры 44100/16 бит, то это является подсказкой.
Длительность исчисляется соотношением бит в секунду, поэтому
переводим килобайты в байты (умножаем на 1024) и далее в биты (умножаем на 8).
940 кб = 940*1024=962560 байт = 962560 * 8 = 7700480 бит
По заданию такой объем проходит за 10 секунд, узнаем сколько  бит идет за 1 секунду:
7700480 : 10 = 770048 бит/сек
Чтобы узнать формат звука, разделим еще на битность фомата СД = 16.

Формула

Р = f * t * b

f = Р/t/b

f=770048/ 1 сек/16 = 48128 Гц.

Ответ близок к 44,1 КГц формата СД.
940 кб – трансляция ведется в качестве СД.
Другой данный вариант:
157 Кбайт = 157 * 1024 * 8 = 1286144 бит
1286144 / 10 сек = 128614,4
f = 128614,4/1/16 = 8038 Гц

Ответ 2. Трансляция 157 кб в качестве радиотрансляции.

 

Задача 5. Определите длительность звукового файла, который уместится на гибкой дискете 3,5”. Учтите, что для хранения данных на такой дискете выделяется 2847 секторов объемом 512 байт.
а) при низком качестве звука: моно, 8 бит, 8 кГц;

б) при высоком качестве звука: стерео, 16 бит, 48 кГц.

Узнаем максимальный объем дискеты умножив число секторов на объем информации способный в них хранится:

Р=2847*512 =1457664 байт
8 кГц = 8000 Гц
8 бит = 1 байт
Р = f * t * b
t = Р/f/b
t = 1457664 /8000/1= 182.2 сек

Ответ : в качестве 8 бит, 8 кГц на дискете уместится 182 секунды или 182/60 =  3 минуты времени аудио.

б).16 бит, 48 кГц.

16 бит = 2 байта
48 кГц = 48000 Гц
t = Р/f/b
t=1457664 /48000/2=15 секунд

Ответ: в качестве 16 бит, 48 кГц на дискете уместится 15 секунд.

Задача 6.

Определить объем памяти для хранения цифрового аудиофайла, время звучания которого составляет две минуты при частоте дискретизации 44,1 кГц и разрешении 16 бит.

Р=?

t=2 минуты = 120 сек
f = 44.1кГц =44100 Гц
b=16 bit = 2 байт
Р = f * t * b

Р=44100*120*2=10584000 байт = 10584000 байт /1024 =  10335,9 кБ= 10335,9 / 1024 = 10 Мб

Задача 7.  

Объем свободной памяти на диске — 0,01 Гб, разрядность звуковой платы — 16. Какова длительность звучания цифрового аудиофайла, записанного с частотой дискретизации 44100 Гц?

Р=0,01 Гб = 0,01*1024=10,24 Мб = 10,24*1024=10485,76 кб = 10485,76*1024=10737418,24 байт

b= 16 bit = 2 байт (8+8)

f=44100 Гц
t = ?
Р = f * t * b
t = Р/f/b
t = 10737418,24  / 44100/2=121 сек

На этом я думаю стоит завершить небольшую экскурсию в школьную программу по информатике с 6 по 10 класс.

Задача №9. Кодирование звуковой и графической информации. Передача информации.


Автор материалов - Лада Борисовна Есакова.

При оцифровке звука в памяти запоминаются только отдельные значения сигнала. Чем чаще записывается сигнал, тем лучше качество записи.

Частота дискретизации f – это количество раз в секунду, которое происходит преобразование аналогового звукового сигнала в цифровой. Измеряется в Герцах (Гц).

Глубина кодирования (а также, разрешение) – это количество бит, выделяемое на одно преобразование сигнала. Измеряется в битах (Бит).

Возможна запись нескольких каналов: одного (моно), двух (стерео), четырех (квадро).

Обозначим частоту дискретизации – f (Гц), глубину кодирования – B(бит), количество каналов – k, время записи – t(Сек).

Количество уровней дискретизации d можно рассчитать по формуле: d = 2B.

Тогда объем записанного файла V(бит)  = f * B * k * t.

Или, если нам дано количество уровней дискретизации,

V(бит)  = f * log2d * k * t.

Единицы измерения объемов информации:

1 б (байт) = 8 бит

1 Кб (килобайт) = 210 б

1 Мб (мегабайт) = 220 б

1 Гб (гигабайт) = 230 б

1 Тб (терабайт) = 240 б

1 Пб (петабайт) = 250 б

 

При оцифровке графического изображения качество картинки зависит от количества точек и количества цветов, в которые можно раскрасить точку.

Если X – количество точек по горизонтали,

Y – количество точек по вертикали,

I – глубина цвета (количество бит, отводимых для кодирования одной точки), то количество различных цветов в палитре N = 2I. Соответственно, I = log2N.

Тогда объем файла, содержащего изображение, V(бит) = X * Y * I

Или, если нам дано количество цветов в палитре, V(бит) = X * Y * log2N.

Скорость передачи информации по каналу связи (пропускная способность канала) вычисляется как количество информации в битах, переданное за 1 секунду (бит/с).

Объем переданной информации вычисляется по формуле V = q * t, где q – пропускная способность канала, а t – время передачи.

 

Кодирование звука

Пример 1.

Производится двухканальная (стерео) звукозапись с частотой дискретизации 16 кГц и глубиной кодирования 32 бит. Запись длится 12 минут, ее результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Какое из приведенных ниже чисел наиболее близко к размеру полученного файла, выраженному в мегабайтах?

1) 30               2) 45           3)  75         4)  90

Решение:

V(бит)  = f(Гц)* B(бит) * k * t(Сек),

где V – размер файла, f – частота дискретизации, B – глубина кодирования, k – количество каналов, t – время.

Значит, V(Мб) = (f * B * k * t ) / 223

Переведем все величины в требуемые единицы измерения:

V(Мб) = (16*1000 * 32 * 2 * 12 * 60 ) / 223

Представим все возможные числа, как степени двойки:

V(Мб) = (24 * 23 * 125 * 25 * 2 * 22 * 3 * 15 * 22) / 223 = (5625 * 217) / 223 = 5625 / 26 =

5625 / 64 ≈ 90.

Ответ: 4

!!! Без представления чисел через степени двойки вычисления становятся намного сложнее.

!!! Частота – это физическая величина, а потому 16 кГц = 16 * 1000 Гц, а не 16 * 210. Иногда этой разницей можно пренебречь, но на последних диагностических работах она влияла на правильность ответа.

 

Пример 2.

В те­че­ние трех минут про­из­во­ди­лась четырёхка­наль­ная (квад­ро) зву­ко­за­пись с ча­сто­той дис­кре­ти­за­ции 16 КГц и 24-бит­ным раз­ре­ше­ни­ем. Сжа­тие дан­ных не про­из­во­ди­лось. Какая из при­ве­ден­ных ниже ве­ли­чин наи­бо­лее близ­ка к раз­ме­ру по­лу­чен­но­го файла?

 

1) 25 Мбайт

2) 35 Мбайт

3) 45 Мбайт

4) 55 Мбайт

Решение:

V(бит)  = f(Гц)* B(бит) * k * t(Сек),

где V – размер файла, f – частота дискретизации, B – глубина кодирования (или разрешение), k – количество каналов, t – время.

Значит, V(Мб) = (f * B * k * t ) / 223 = (16 * 1000 * 24 * 4 * 3 * 60) / 223 = (24 * 23 * 125 * 3 * 23 * 22 * 3 * 15 * 22) / 223 = (125 * 9 * 15 * 214) / 223 = 16875 / 29 = 32, 96 ≈ 35

Ответ: 2

 

Пример 3.

Ана­ло­го­вый зву­ко­вой сиг­нал был записан сна­ча­ла с ис­поль­зо­ва­ни­ем 64 уров­ней дис­кре­ти­за­ции сиг­на­ла, а затем с ис­поль­зо­ва­ни­ем 4096 уров­ней дис­кре­ти­за­ции сиг­на­ла. Во сколь­ко раз уве­ли­чил­ся ин­фор­ма­ци­он­ный объем оциф­ро­ван­но­го звука?

            1) 64

2) 8

3) 2

4) 12

Решение:

V(бит)  = f * log2d * k * t, где V – размер файла, f – частота дискретизации, d – количество уровней дискретизации, k – количество каналов, t – время.

V1 = f * log264 * k * t = f * 6 * k * t

V2 = f * log24096 * k * t = f * 12 * k * t

V2 / V1 = 2

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 3.

Ответ: 3

 

Кодирование изображения

Пример 4.

Какой минимальный объём памяти (в Кбайт) нужно зарезервировать, чтобы можно было сохранить любое растровое изображение размером 64×64 пикселей при условии, что в изображении могут использоваться 256 различных цветов? В ответе запишите только целое число, единицу измерения писать не нужно.

Решение:

V(бит) = X * Y * log2N, где V – объем памяти, X,Y – количество пикселей по горизонтали и вертикали, N – количество цветов.

V (Кб) = (64 * 64 * log2256) / 213 = 212 * 8 / 213 = 4

Ответ: 4

 

Пример 5.

Для хранения растрового изображения размером 64x32 пикселя отвели
1 килобайт памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения?

Решение:

V(бит) = X * Y * log2N, где V – объем памяти, X,Y – количество пикселей по горизонтали и вертикали, N – количество цветов.

log2N = V /( X*Y) = 213 / (26 * 25) = 4

N = 16

Ответ:16

 

Сравнение двух способов передачи данных

Пример 6.

До­ку­мент объ­е­мом 5 Мбайт можно пе­ре­дать с од­но­го ком­пью­те­ра на дру­гой двумя спо­со­ба­ми:

А) Сжать ар­хи­ва­то­ром, пе­ре­дать архив по ка­на­лу связи, рас­па­ко­вать.

Б) Пе­ре­дать по ка­на­лу связи без ис­поль­зо­ва­ния ар­хи­ва­то­ра.

Какой спо­соб быст­рее и на­сколь­ко, если

– сред­няя ско­рость пе­ре­да­чи дан­ных по ка­на­лу связи со­став­ля­ет 218 бит в се­кун­ду,

– объем сжа­то­го ар­хи­ва­то­ром до­ку­мен­та равен 80% от ис­ход­но­го,

– время, тре­бу­е­мое на сжа­тие до­ку­мен­та – 35 се­кунд, на рас­па­ков­ку – 3 се­кун­ды?

В от­ве­те на­пи­ши­те букву А, если спо­соб А быст­рее или Б, если быст­рее спо­соб Б. Сразу после буквы на­пи­ши­те ко­ли­че­ство се­кунд, на­сколь­ко один спо­соб быст­рее дру­го­го. Так, на­при­мер, если спо­соб Б быст­рее спо­со­ба А на 23 се­кун­ды, в от­ве­те нужно на­пи­сать Б23. Слов «се­кунд», «сек.», «с.» к от­ве­ту до­бав­лять не нужно.

 

Решение:

Спо­соб А. Общее время скла­ды­ва­ет­ся из вре­ме­ни сжа­тия, рас­па­ков­ки и пе­ре­да­чи. Время пе­ре­да­чи t рас­счи­ты­ва­ет­ся по фор­му­ле t = V / q, где V — объём ин­фор­ма­ции, q — скорость пе­ре­да­чи дан­ных.

Объем сжатого документа: 5 * 0,8 = 4 Мб =4 * 223 бит.

Найдём общее время: t = 35 с + 3 с + 4 * 223 бит / 218 бит/с = 38 + 27 с = 166 с.

Спо­соб Б. Общее время сов­па­да­ет с вре­ме­нем пе­ре­да­чи: t = 5 * 223 бит / 218 бит/с = 5 * 25 с = 160 с.

Спо­соб Б быст­рее на 166 - 160 = 6 с.

Ответ: Б6

 

Определение времени передачи данных

Пример 7.

Ско­рость пе­ре­да­чи дан­ных через ADSL─со­еди­не­ние равна 128000 бит/c. Через дан­ное со­еди­не­ние пе­ре­да­ют файл раз­ме­ром 625 Кбайт. Опре­де­ли­те время пе­ре­да­чи файла в се­кун­дах.

Решение:

Время t = V / q, где V — объем файла, q — скорость пе­ре­да­чи дан­ных.

t = 625 * 210 байт / (2 7 * 1000) бит/c = 625 * 213 бит / (125 * 210) бит/c = 5 * 23 с = 40 с.

Ответ: 40

 

Пример 8.

У Васи есть до­ступ к Ин­тер­нет по вы­со­ко­ско­рост­но­му од­но­сто­рон­не­му ра­дио­ка­на­лу, обес­пе­чи­ва­ю­ще­му ско­рость по­лу­че­ния им ин­фор­ма­ции 217 бит в се­кун­ду. У Пети нет ско­рост­но­го до­сту­па в Ин­тер­нет, но есть воз­мож­ность по­лу­чать ин­фор­ма­цию от Васи по низ­ко­ско­рост­но­му те­ле­фон­но­му ка­на­лу со сред­ней ско­ро­стью 215 бит в се­кун­ду. Петя до­го­во­рил­ся с Васей, что тот будет ска­чи­вать для него дан­ные объ­е­мом 4 Мбай­та по вы­со­ко­ско­рост­но­му ка­на­лу и ре­транс­ли­ро­вать их Пете по низ­ко­ско­рост­но­му ка­на­лу. Ком­пью­тер Васи может на­чать ре­транс­ля­цию дан­ных не рань­ше, чем им будут по­лу­че­ны пер­вые 512 Кбайт этих дан­ных. Каков ми­ни­маль­но воз­мож­ный про­ме­жу­ток вре­ме­ни (в се­кун­дах), с мо­мен­та на­ча­ла ска­чи­ва­ния Васей дан­ных, до пол­но­го их по­лу­че­ния Петей? В от­ве­те ука­жи­те толь­ко число, слово «се­кунд» или букву «с» до­бав­лять не нужно.

 

Решение:

Нужно опре­де­лить, сколь­ко вре­ме­ни будет пе­ре­да­вать­ся файл объ­е­мом 4 Мбай­та по ка­на­лу со ско­ро­стью пе­ре­да­чи дан­ных 215 бит/с; к этому вре­ме­ни нужно до­ба­вить за­держ­ку файла у Васи (пока он не по­лу­чит 512 Кбайт дан­ных по ка­на­лу со ско­ро­стью 217 бит/с).

Время скачивания дан­ных Петей: t1= 4*223 бит / 215 бит/с = 210 c.

Время за­держ­ки: t2 = 512 кб / 217 бит/с = 2(9 + 10 + 3) - 17 c = 25 c.

Пол­ное время: t1 + t2 = 210 c + 25 c = (1024 + 32) c = 1056 c.

Ответ: 1056

 

Пример 9.

Данные объемом 60 Мбайт передаются из пункта А в пункт Б по каналу связи, обеспечивающему скорость передачи данных 219 бит в секунду, а затем из пункта Б в пункт В по каналу связи, обеспечивающему скорость передачи данных 220 бит в секунду. Задержка в пункте Б (время между окончанием приема данных из пункта А и началом передачи в пункт В) составляет 25 секунд. Сколько времени (в секундах) прошло с момента начала передачи данных из пункта А до их полного получения в пункте В? В ответе укажите только число, слово «секунд» или букву «с» добавлять не нужно.

Решение:

Полное время складывается из времени передачи из пункта А в пункт Б (t1), задержки в пункте Б (t2) и времени передачи из пункта Б в пункт В (t3).

t1 = (60 * 223) / 219 =60 * 16 = 960 c

t2 = 25 c

t3 = (60 * 223) / 220 =60 * 8 = 480 c

Полное время t1 + t2 +t3 = 960 + 25 + 480 = 1465 c

Ответ: 1465

Ты нашел то, что искал? Поделись с друзьями!

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ НА ИЗМЕРЕНИЕ ГРАФИЧЕСКОЙ И ЗВУКОВОЙ ИНФОРМАЦИИ | Учебно-методический материал:

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ НА ИЗМЕРЕНИЕ ГРАФИЧЕСКОЙ И ЗВУКОВОЙ ИНФОРМАЦИИ

Для определения объема графической информации используются те же формулы, что и для измерения текстовой информации, только обозначения изменяют свой смысл:

2i = N  I = K*i

где  i – битовая глубина (информационный объем одного пикселя)

       N – количество цветов палитры

       К – разрешение экрана

       I – информационный объем видеофайла или видеопамяти

Решение задач на измерение графической информации

  1. На экране с разрешающей способностью 640×200 высвечиваются только двухцветные изображения. Какой минимальный объем видеопамяти необходим для хранения изображения?

Дано:                     2i = N  i = 1

К = 640×200          I = K × i = 640 × 200 × 1 = 128000 бит = 16000 байт ≈ 16 Кб

N = 2

Найти:

I -?                          Ответ: необходим объем 16 Кбайт.

  1. Сколько бит видеопамяти занимает информация об одном пикселе на черно-белом экране (без полутонов)?

Дано:                     2i = N  i = 1 бит

N = 2

Найти:

i -  ?                           Ответ: 1 бит.

  1. Монитор позволяет получать на экране 1024 различных цвета. Сколько бит памяти занимает один пиксель?

Дано:                     2i = N  i = 10 бит

N = 1024          

Найти: I - ?            Ответ: 10 бит.


  1. Какой объем видеопамяти необходим для хранения двух страниц изображения при условии, что разрешающая способность дисплея равна 640×350 пикселей, а количество используемых цветов – 16?

Дано:                     2i = N  i = 4 бита

К = 640×350          I = K × i = 640 × 350 × 4 × 2 = 1792000 бит = 224000 байт ≈

N = 16                          ≈ 219 Кбайт

Найти:

I -?                          Ответ: необходим объем 219 Кбайт.

  1. Какой объем видеопамяти необходим для хранения четырех страниц изображения, если битовая глубина равна 24, а разрешающая способность дисплея – 800×600 пикселей?

Дано:                     I = K × I =800 × 600 × 24 × 4 = 46080000 бит = 5760000 байт =

К = 800×600          = 5625 Кбайт ≈ 5.5 Мбайт

i = 24 бита                          

Найти:

I -?                          Ответ: необходим объем 5.5 Мбайт.

  1. Объем видеопамяти равен 1Мбайт. Разрешающая способность дисплея – 800 х 600. Какое максимальное количество цветов можно использовать при условии, что видеопамять делится на две страницы?

Дано:                      I = 1 Мбайт = 1024 Кбайт = 1048576 байт = 8388608 бит

К = 800×600          I = K × i = 800 × 600 × i × 2 = 8388608

I = 1 Мбайт            i = 8388608 / 960000 ≈ 9 бит

Найти:                    2i = N

N - ?                          Ответ: 512 цветов.


Для определения объема звуковой информации используется следующая  формула:

I = K*i*t*n

где  i – глубина кодирования звука (разрядность регистра аудиоадаптера, в битах)

       N – количество различных уровней звукового сигнала

       К – частота дискретизации аналогового звукового устройства

       t – время записи в секундах

       I – информационный объем аудиофайла

       n – количество каналов (стереозапись – 2, монозапись – 1)

Решение задач на измерение звуковой информации

  1. В распоряжении пользователя имеется память объемом 2,6 Мбайт. Необходимо записать цифровой аудиофайл с длительностью звучания 1 минута. Какой должна быть частота дискретизации и разрядность?

Дано:                          I = 2,6 Мбайт = 2662.4 Кбайт = 2726297.6 байт =

I = 2,6 Мбайт               = 21810380.8 бит

t = 1мин                     t = 1мин = 60 с

Найти:                        I = K × i × t = K × i × 60 = 21810380.8

К -? i - ?                      1 вариант К =  22,05 КГц  i = 16 бит

                                    2 вариант К =  44,1 КГц  i = 8 бит

  1. Две минуты записи цифрового аудиофайла занимают на диске 5,1 Мбайт. Частота дискретизации – 22050 Гц. Какова глубина кодирования звука?

 Дано:                        t = 2 мин = 120 с

t = 2 мин                   I = 5,1 Мбайт = 5222.4 Кбайт = 5347737.6 Байт

K = 22050 Гц              = 42781900.8 бит

I = 5,1 Мбайт            I = K × i × t = 22050 × i × 120 = 42781900.8   i ≈ 16 бит

Найти: i -?                 Ответ: примерно 16 бит.

  1. Производится одноканальная (моно) звукозапись с частотой дискретизации 16 кГц и 32-битным разрешением. Запись длится 4 минуты, ее результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Определить размер файла в Мегабайтах.

Дано:

n = 1

K = 16кГц=16000Гц(1/c)

i = 32 бит

t = 4мин = 240с

Найти:                    

I - ?  (Мбайт)                        .

I = K × i × t×n

I = 16000×32×240×1(1/c ×бит×с) =  

Ответ: 15Мбайт

Как определить размер файла или папки?

Обновлено: 30.04.2020 компанией Computer Hope

Чтобы узнать размер компьютерного файла или папки, выберите свою операционную систему в списке ниже и следуйте инструкциям.

Пользователи Microsoft Windows

Ниже приведены различные шаги, которые вы можете предпринять для определения общего размера файла, нескольких файлов или папки на компьютере под управлением Microsoft Windows.

  1. Найдите и выделите файл (ы) или папку, размер которых вы хотите определить.
  2. Щелкните правой кнопкой мыши файл и выберите Свойства .
  3. На изображении ниже показано, что вы можете определить размер файла или файлов, которые вы выделили, в окне свойств файла. В этом примере размер файла chrome.jpg составляет 18,5 КБ (19032 байта), а размер на диске - 20,0 КБ (20 480 байтов).

или

  1. Откройте Мой компьютер или проводник Windows.
  2. Сделайте так, чтобы Windows отображала свойства файла, щелкнув View в верхней части окна, а затем выбрав Details .Как только это действие будет завершено, ваш проводник отобразит все ваши файлы, их размеры, тип и дату последнего изменения.

или

  1. Откройте Мой компьютер или проводник Windows.
  2. Перейти в каталог, содержащий ваш файл.
  3. Если вы хотите увидеть общий объем текущего каталога, просмотрите размер каталога в правой части строки состояния. В противном случае выделите файл, размер которого вы хотите просмотреть, и посмотрите на строку состояния.
Наконечник

Вы также можете выбрать несколько файлов и, когда все нужные файлы будут выделены, щелкните правой кнопкой мыши любой из выделенных файлов и выберите Свойства .В окне Properties отображается размер всех файлов вместе. См .: Как выбрать или выделить несколько файлов и папок.

пользователей macOS X

  1. Найдите файл или папку, размер которой вы хотите просмотреть.
  2. Щелкните один раз файл или папку.
  3. Нажмите Command + I на клавиатуре.
  4. Откроется окно, в котором отображается размер файла или папки.

Пользователи MS-DOS и командной строки Windows

Следующие инструкции содержат информацию о различных методах, которые пользователь может использовать для просмотра размера файла или файлов в MS-DOS.

  1. Перейти в каталог с файлом, размер которого вы хотите просмотреть.
  1. Попав в каталог, выполните одну из следующих команд.
 каталог myfile.txt 

Приведенная выше команда показывает размер одного файла myfile.txt .

 каталог * .txt 

Приведенная выше команда выводит список всех текстовых файлов в текущем каталоге, как показано на рисунке ниже.

Как видно из приведенного выше примера, в текущем каталоге есть пять файлов txt с общим размером 124 264 байта.

  • Дополнительные примеры подстановочных знаков см. В нашем определении подстановочных знаков.
  • См. Страницы команд cd и dir для получения дополнительной информации о каждой из этих команд.

Пользователи Linux и Unix

Ниже приведены некоторые из различных методов, которые пользователь * nix может использовать для определения размера файла на своем компьютере.

  1. Перейти в каталог с файлом, размер которого вы хотите просмотреть.
  1. Попав в каталог, выполните одну из следующих команд.

Пример первой команды

 ls -l help.html 

Команда на один выход

 -rw-r ----- 1 comphope www 11567230 24 ноя 01:12 log.txt 

В приведенном выше примере вывода 11567230 - это размер файла. Для более удобного вывода используйте команду du , как показано ниже.

Пример команды два

 du -h log.txt 

Команда два вывода

 12M log.txt 

Если вы хотите увидеть общий размер нескольких файлов, введите следующее.

 du -ch * .txt 

В приведенном выше примере команды перечислены все файлы .txt в текущем каталоге. В нем также указан размер каждого файла и общий размер всех файлов вместе.

.

Как определить размер видеофайла?

Обновлено: 13.11.2018 компанией Computer Hope

Microsoft Windows

Пользователи

Microsoft Windows могут видеть размеры видеофайла, просматривая сводку файла. Для этого выполните следующие действия.

  1. Выделите видеофайл.
  2. Щелкните файл правой кнопкой мыши и выберите Свойства .
  3. Щелкните вкладку Details или Summary .
  4. В разделе Details в разделе Video вы увидите ширину и высоту кадра, а также дополнительную важную информацию о видео.Если вы щелкнули вкладку Summary , если дополнительные свойства еще не отображаются, нажмите кнопку Advanced в нижней правой части окна. В расширенных свойствах под Изображение вы увидите Ширина и Высота видеофайла.

Проигрыватель Microsoft Windows Media

Если в приведенной выше рекомендации не отображается требуемая информация, просмотрите свойства видео через проигрыватель Windows Media.Этот метод работает, только если видеофайл можно воспроизводить в проигрывателе Windows Media.

  1. Откройте проигрыватель Windows Media и видеофайл, который хотите просмотреть.
  2. Щелкните File , а затем Properties .
  3. В окне свойств на вкладке Файл ширина и высота указаны рядом с Размер видео: список . Например, 640 x 480 соответствует ширине 640, а 480 - высоте. Вы также увидите другую информацию, такую ​​как длина, скорость передачи данных, соотношение сторон, аудиокодек и видеокодек видеофайла.

Apple QuickTime

Для просмотра размеров видеофайлов, таких как файлы .mov, воспроизводимых через Apple QuickTime, выполните следующие действия.

  1. Откройте файл фильма в Apple QuickTime.
  2. Щелкните окно, а затем щелкните Показать информацию о фильме .
  3. В разделе Информация о фильме , Нормальный размер и Текущий размер отображают размеры видеофайла. Например, 320 x 240 - это ширина 320 и высота 240.
.

Концепции цифрового звука - Технологии веб-медиа

Представление звука в цифровой форме включает в себя ряд шагов и процессов, причем несколько форматов доступны как для необработанного звука, так и для кодированного или сжатого звука, который фактически используется в Интернете. Это руководство представляет собой обзор, в котором рассматривается, как звук представлен в цифровом виде и как кодеки используются для кодирования и декодирования звука для использования в Интернете.

Аудио - это по своей сути аналоговая функция мира природы. Когда объект вибрирует, он заставляет также колебаться окружающие его молекулы.Эти молекулы воздействуют на соседние с ними и т. Д., Распространяя вибрацию в виде волны наружу от источника до тех пор, пока амплитуда волны (ее объем) не исчезнет с расстоянием. Таким образом, гранулярность звуковой волны в реальном мире - это гранулярность отдельной молекулы среды, через которую распространяется звуковая волна.

На Земле среда, через которую проходит большая часть аудио, - это воздух. Некоторый звук действительно проходит через воду или даже через скалы, составляющие саму планету (если вы когда-либо слышали грохот землетрясения, значит, вы испытали это явление), но почти все звуки, которые вы слышите каждый день, путешествуют к вашим ушам по воздуху.

Таким образом, звуки, которые человек слышит каждый день, на самом деле являются колебаниями в воздухе, которые вызывают внутреннюю работу уха. Чем дальше движутся молекулы воздуха с каждым импульсом волны, тем выше амплитуда волны и громче звук. Чем быстрее колеблются молекулы, тем выше частота волны.

Чем выше амплитуда (высота) волны, тем громче звук в этот момент. Чем короче длина волны (чем ближе друг к другу гребни волны), тем выше частота (или высота звука) производимого звука.

Компьютеры, однако, цифровые. Чтобы представить звуковую волну таким образом, чтобы компьютеры могли управлять ею и работать с ней (не говоря уже о передаче по сети), звук должен быть преобразован в цифровую форму. Этот процесс называется аналогово-цифровым преобразованием (сокращенно A / D ).

Первым фактором, влияющим на точность захваченного звука, является ширина полосы звукового сигнала ; то есть диапазон звуковых частот, которые аналого-цифровой преобразователь способен захватывать и преобразовывать в цифровую форму.На пропускную способность аудиосигнала также влияет кодек, если он решает отбросить любые полосы частот при кодировании звука.

Звук поступает в компьютер через микрофон или другой вход в виде потока электронов, напряжение которого изменяется в зависимости от амплитуды звуковой волны. Этот аналоговый сигнал затем преобразуется в цифровую форму с помощью схемы, которая фиксирует амплитуду приходящей волны через регулярные промежутки времени, преобразуя эти данные в число в форме, понятной системе аудиозаписи.Каждый из этих захваченных моментов представляет собой образец . Объединив все образцы вместе, вы можете приблизительно представить исходную волну, как показано на диаграмме ниже.

В этом примере синяя линия представляет выборки, взятые из звуковой волны, которая является черной. Через равные промежутки времени схема аналого-цифрового преобразователя считывает напряжение сигнала как значение между (в данном случае) -1,0 и +1,0. Поскольку амплитуда изменяется на протяжении этого временного интервала, аналого-цифровой преобразователь должен выбрать значение, представляющее этот интервал, независимо от того, принимает ли значение в конкретный момент (на диаграмме выше средняя точка каждого интервала используется в качестве значение), или путем усреднения амплитуды по длительности каждой выборки.Эти значения выборки затем записываются как амплитуда формы волны в это время.

Когда приходит время воспроизвести этот звук позже, эти амплитуды используются для создания приближения к исходной форме волны; вместо воспроизведения точной копии исходной гладкой волны воспроизводится более грубая синяя волна.

Чем чаще вы берете образцы исходного звука, тем ближе к оригиналу вы можете получить. Количество выборок, снимаемых в секунду, называется частотой дискретизации .Подумайте о приведенной выше волне и о том, насколько иначе будет выглядеть синяя цифровая волна, если вы будете брать образцы в два раза чаще. Или в десять раз чаще. Чем больше сэмплов вы возьмете, тем плавнее станет волна.

На самом базовом уровне звук представлен потоком выборок, каждая из которых определяет амплитуду звуковой волны, измеренную для данного среза общей формы звуковой волны. Для отдельных сэмплов в аудиофайле используется несколько форматов. Большинство аудиофайлов используют 16-битные целые числа со знаком для каждого образца, но другие используют 32-битные значения с плавающей запятой или 24-битные или 32-битные целые числа.Некоторые старые форматы аудиофайлов, которые вы не найдете в Интернете, использовали 8-битные целочисленные образцы. Кроме того, в образцах могут использоваться значения со знаком или без знака. Размер отдельной выборки называется размером выборки .

Положение каждого источника звука в аудиосигнале называется каналом . Каждый канал содержит образец, показывающий амплитуду звука, производимого этим источником в данный момент времени. Например, в стереозвучании есть два источника звука: один динамик слева и один справа.Каждый из них представлен одним каналом, и количество каналов, содержащихся в аудиосигнале, называется счетчиком каналов .

Во время записи или генерации многоканальных аудиофайлов каналы объединяются в серию из аудиокадров , каждый из которых состоит из одной выборки для каждого из аудиоканалов. Отдельная выборка - это числовое значение, представляющее амплитуду звуковой волны в один момент времени, и может быть представлено в различных форматах.

Стереозвук, вероятно, является наиболее часто используемым расположением каналов в веб-аудио, и 16-битные сэмплы используются для большей части повседневного звука, используемого сегодня. Для 16-битного стереозвука каждая выборка, взятая из аналогового сигнала, записывается как два 16-битных целых числа: одно для левого канала, а другое - для правого. Это означает, что для каждого образца требуется 32 бита памяти. При общей частоте дискретизации 48 кГц (48 000 отсчетов в секунду) это означает, что каждая секунда звука занимает 192 КБ памяти.Следовательно, для обычной трехминутной песни требуется около 34,5 МБ памяти. Это много места для хранения, но, что еще хуже, это безумная пропускная способность сети, которую можно использовать для относительно короткого фрагмента звука. Вот почему большая часть цифрового звука сжимается.

Процесс сжатия и распаковки аудио выполняется путем его кодирования и декодирования с использованием аудиокодека (кодер CO, der / DE ). За прошедшие годы было разработано большое количество кодеков, некоторые из которых широко используются в Интернете.Подробнее о наиболее важных и полезных из них для веб-разработчиков см. В статье «Руководство по аудиокодекам, используемым в Интернете».

Аудиоканалы и кадры

Есть два типа аудиоканалов. Стандартные аудиоканалы используются для передачи большей части слышимого звука. Звук для левого и правого основных каналов, а также для всех ваших динамиков объемного звука (центральный, левый и правый задний, левый и правый, потолочные каналы и т. Д.) Являются стандартными аудиоканалами.Специальные каналы Low Frequency Enhancement ( LFE ) обеспечивают сигнал для специальных динамиков, предназначенных для воспроизведения низкочастотных звуков и вибрации, чтобы создать внутреннее ощущение при прослушивании звука. Каналы LFE обычно управляют сабвуферами и аналогичными устройствами.

Монофонический звук имеет один канал, стереозвук - два канала, объемный звук 5.1 имеет 6 каналов (пять стандартных и один низкочастотные эффекты) и т. Д. Каждый аудиокадр - это запись данных, которая содержит образцы для всех каналов, доступных в аудиосигнале.Размер аудиокадра рассчитывается путем умножения размера выборки в байтах на количество каналов, так что один кадр стереофонического 16-битного звука имеет длину 4 байта, а один кадр звука 5.1 с плавающей запятой равен 24 (4 байта за образец, умноженный на 6 каналов).

Примечание: Стоит отметить, что некоторые кодеки фактически разделяют левый и правый каналы, сохраняя их в отдельных блоках в своей структуре данных. Однако аудиокадр всегда состоит из всех данных для всех доступных каналов.

Количество кадров, составляющих одну секунду звука, зависит от частоты дискретизации, используемой при записи звука. Поскольку частота дискретизации соответствует количеству «фрагментов», на которые звуковая волна делится за каждую секунду, ее иногда называют частотой (в том смысле, что это описание чего-то, что периодически повторяется, а не с точки зрения фактического звуковая частота), поэтому при измерении количества отсчетов в секунду в качестве единицы измерения используются герцы.

Наиболее распространенные частоты дискретизации:

8000 Гц
Международный G.Стандарт 711 для звука, используемого в телефонии, использует частоту дискретизации 8000 Гц (8 кГц). Этого достаточно, чтобы человеческая речь была понятной.
44100 Гц
Частота дискретизации 44,1 кГц используется для аудио компакт-дисков (CD). Компакт-диски обеспечивают несжатый 16-битный стереозвук с частотой 44,1 кГц. Компьютерный звук также часто использует эту частоту по умолчанию.
48000 Гц
Звук на DVD записан с частотой 48 кГц. Это также часто используется для компьютерного звука.
96000 Гц
Аудио высокого разрешения.
192000 Гц
Аудио сверхвысокого разрешения. Пока не используется широко, но со временем это изменится.

Есть причина, по которой 44,1 кГц считается минимальной частотой дискретизации "высокой точности". Теорема выборки Найквиста-Шеннона гласит, что для точного воспроизведения звука необходимо, чтобы его дискретизация была в два раза большей, чем частота звука. Поскольку диапазон человеческого слуха составляет примерно от 20 Гц до 20 000 Гц, для воспроизведения самых высоких звуков, которые люди обычно могут слышать, требуется частота дискретизации более 40 000 Гц.

Чтобы обеспечить дополнительное пространство для фильтра нижних частот, чтобы избежать искажений, вызванных наложением спектров, к частоте предварительной дискретизации добавляется дополнительная полоса перехода 2,05 кГц (в результате получается 22 050 Гц). Удвоение этого значения по теореме Найквиста приводит к конечной минимальной частоте (как вы уже догадались) 44,1 кГц.

Звук с высоким разрешением (96 кГц) используется в некоторых аудиосистемах высокого класса, и он вместе со звуком сверхвысокого разрешения (192 кГц) полезен для мастеринга звука, когда вам нужно как можно больше качества при манипулировании и редактировании звук перед понижением дискретизации до частоты дискретизации, которую вы будете использовать для конечного продукта.Это похоже на то, как фотографы будут использовать изображения с высоким разрешением для редактирования и компоновки перед тем, как представить клиенту JPEG, подходящий для использования на веб-сайте.

Размер аудиофайла и пропускная способность сети

После того, как вы узнаете размер одного аудиокадра и сколько кадров в секунду составляют ваши аудиоданные, вы можете легко вычислить, сколько места будут занимать сами необработанные звуковые данные (и, следовательно, как большая пропускная способность, которую он потребляет в сети).

Например, рассмотрим стереофонический аудиоклип (то есть два аудиоканала) с размером выборки 16 бит (2 байта), записанный с частотой 48 кГц:

2 × 2 байта отсчета × 48000 отсчетовсекунды = 192000 байтсекунды = 192 кбит / с2 \ times 2 \ frac {bytes} {sample} \ times 48000 \ frac {samples} {second} = 192000 \ frac {bytes} {second} = 192 кбит / с

На скорости 192 кбит / с сети начального уровня уже будут загружены одним проигрывателем аудиопотока.Если сеть выполняет и другие функции, проблема возникает даже в сетях с более высокой пропускной способностью. При такой большой конкуренции за пропускную способность сети, особенно в более медленных сетях, этот объем данных может быть слишком большим для передачи в любых приложениях реального времени.

Чтобы решить эту проблему, звук необходимо уменьшить с помощью сжатия.

Примечание: Пропускная способность сети, очевидно, не то же самое, что и пропускная способность аудиосигнала, которая обсуждается в разделе «Выборка звука» выше.

В отличие от текста и многих других типов данных, аудиоданные имеют тенденцию быть зашумленными , что означает, что данные редко состоят из серии точно повторяющихся байтов или последовательностей байтов. В результате аудиоданные трудно сжимать с использованием традиционных алгоритмов, таких как те, которые используются инструментами общего назначения, такими как zip , которые обычно работают путем замены повторяющихся последовательностей данных сокращенным представлением.

Есть несколько методов, которые можно применить при сжатии звука.Большинство кодеков используют их комбинацию, а также могут использовать другие методы.

Самое простое, что вы можете сделать, - это применить фильтр, удаляющий шипение и тихие звуки, преобразовывая любые тихие участки в тишину и сглаживая сигнал. Это может привести к появлению промежутков тишины, а также к другим повторяющимся или почти повторяющимся сигналам, которые можно сократить.

Вы можете применить фильтр, который сужает звуковую полосу, удаляя любые звуковые частоты, которые вам не нужны. Это особенно полезно для звуковых сигналов только для голоса.Это приводит к удалению данных, что упрощает сжатие результирующего сигнала.

Психоакустика

Если вы знаете, с каким звуком вы, скорее всего, будете работать, вы потенциально можете найти специальные методы фильтрации, применимые именно к этому виду звука, которые оптимизируют кодирование.

Наиболее часто используемые методы сжатия звука относятся к науке психоакустики . Это наука, которая изучает, как люди воспринимают звук, и какие части звуковых частот, которые мы слышим, наиболее важны для того, как мы реагируем на эти звуки, учитывая контекст и содержание звука.Такие факторы, как способность ощущать изменение частоты звука, общий диапазон человеческого слуха по сравнению с частотами аудиосигнала, локализация звука и т. Д., Все могут быть учтены кодеком.

Используя звуковое (без каламбура) понимание психоакустики, можно разработать метод сжатия, который сведет к минимуму сжатый размер звука при максимальном восприятии точности звука. Алгоритм, использующий психоакустику, может использовать любую из техник, упомянутых здесь, и почти наверняка применит и другие.

Все это означает, что перед выбором кодека необходимо задать фундаментальный вопрос и ответить на него: учитывая содержание звука, контекст использования и целевую аудиторию, допустимо ли потерять некоторую степень достоверности звука и если да, то сколько; или необходимо, чтобы при декодировании данных результат был идентичен исходному звуку?

Сжатие с потерями и сжатие без потерь

Если потеря деталей и потенциальная точность недопустимы или нежелательны, предпочтительнее кодек без потерь .С другой стороны, если некоторая степень снижения точности звука допустима, можно использовать кодек с потерями . Как правило, сжатие с потерями дает значительно меньший результат, чем методы сжатия без потерь; кроме того, многие кодеки с потерями превосходны, при этом потеря качества и детализации трудно или даже невозможно различить среднему слушателю.

Примечание: Хотя влияние высококачественного алгоритма сжатия с потерями на качество звука может быть трудно обнаружить среднему человеку, у некоторых людей исключительно хороший слух или они особенно хорошо умеют замечать изменения, вносимые в музыку сжатием с потерями. техники.

Большинство аудиокодеков используют ту или иную форму сжатия с потерями из-за лучшей степени сжатия, которую предлагают эти алгоритмы. В то время как алгоритмы сжатия без потерь обычно управляют не лучше, чем 40-50% размера исходных несжатых звуковых данных, современные алгоритмы сжатия с потерями могут уменьшить размер звука до 5-20% от исходного размера, в зависимости от сложность аудио. Значительно превосходные степени сжатия, возможные при сжатии с потерями, обычно делают его неотразимым выбором, а адекватное или превосходное качество звука возможно с хорошо подобранными конфигурациями кодеков.

Исследователи продолжают разрабатывать более эффективные способы анализа и сжатия звука, поэтому периодически появляются новые форматы, предлагающие различные улучшения, будь то степень сжатия или точность воспроизведения звука (или и то, и другое).

Сценарии использования аудио без потерь включают такие сценарии, как:

  • Любая ситуация, в которой слушатель ожидает точного воспроизведения звука и может иметь ухо для звука, достаточно хорошее, чтобы различать сложные детали неизмененного звука
  • Звуковые петли и сэмплы, используемые при создании музыки и звуковых эффектов
  • Ситуации, в которых аудиоклипы или сэмплы могут быть повторно микшированы, а затем сжаты; использование звука без потерь для процесса мастеринга позволяет избежать сжатия ранее сжатых данных, что приводит к дополнительной потере качества

Факторы, которые могут рекомендовать использование сжатия с потерями, включают:

  • Источник звука очень большого размера
  • Хранилище с ограничениями (либо из-за небольшого объема хранилища, либо из-за того, что в нем хранится большой объем звука)
  • Необходимость ограничить полосу пропускания сети, необходимую для трансляции звука; это особенно важно для прямых трансляций и телеконференций

Подробное описание психоакустики и того, как работает сжатие звука, выходит далеко за рамки данной статьи, но полезно иметь общее представление о том, как звук сжимается с помощью общих алгоритмов, что может помочь понять и принять лучшие решения о выборе аудиокодека. .

Алгоритмы сжатия с потерями обычно используют психоакустику для определения того, какие компоненты звуковой волны могут быть потеряны или подавлены каким-либо образом, что может улучшить степени сжатия при минимизации звукового эффекта для целевых слушателей. Манипулируя формой волны, чтобы ее было легче сжимать, или удаляя компоненты звука, которые на самом деле не слышны, форма волны становится более простой, в результате чего данные имеют большую согласованность и, следовательно, их легче сжимать. Ограничение полосы пропускания звука включением только частот, наиболее важных для того, как человеческое ухо будет интерпретировать декодированный звук, также может улучшить коэффициенты сжатия.

Тип кодируемого контента может повлиять на выбор кодека. В частности, форма волны для музыки почти всегда сложнее, чем у аудиосэмпла, который содержит только человеческие голоса. Кроме того, человеческий голос использует небольшую часть диапазона звуковых частот, который может обнаружить человеческое ухо.

Телефонные сети, которые изначально были разработаны специально для передачи человеческих голосов, могут передавать только звук (или любой другой вид сигнала) в полосе частот от 300 Гц до 3000 Гц.Это не совсем охватывает весь диапазон человеческой речи на нижнем уровне, но доступно достаточно формы волны, которую человеческое ухо и мозг легко компенсируют. Это также означает, что люди обычно привыкли слышать речь, ограниченную настолько узкой полосой пропускания звука.

Человеческая речь использует относительно узкую полосу частот (от 300 Гц до 18 000 Гц, хотя точный диапазон варьируется от человека к человеку в зависимости от факторов, включая пол). Кроме того, подавляющее большинство звуков человеческой речи имеет тенденцию лежать в диапазоне от 500 Гц до 3000 Гц или около того, что позволяет отбрасывать существенные части общей формы волны без ущерба для способности слушателя понимать произносимые слова.Вы даже можете настроить полосу пропускания звука, чтобы учесть высоту голоса отдельного говорящего.

Из-за всех этих факторов, а также из-за того, что формы речевых сигналов обычно менее сложны, чем музыка, высокое (а точнее «достаточно высокое») воспроизведение речи может быть достигнуто при относительно низкой скорости передачи данных.

Когда алгоритм сжатия, предназначенный для сжатия обычного звука, анализирует звуковую волну, он может отбросить все, что находится за пределами диапазона человеческого слуха (или, возможно, даже больше, в зависимости от того, насколько алгоритм готов рискнуть потерять детали на высоких и / или низких частотах). конец полосы частот.Это означает, что кодек может отбрасывать звук, частота которого ниже примерно 20 Гц или выше примерно 20 000 Гц (20 кГц). Это сужает звуковую полосу звука, тем самым уменьшая объем данных, необходимых для представления сигнала в его сжатой форме. Полоса пропускания звука не может быть уменьшена почти так же, как для кодека только для речи, но это все равно полезно для начала.

Некоторые люди могут слышать за пределами этого диапазона до некоторой степени. Чаще всего способность людей слышать более высокие частоты гораздо ниже; в частности, стоит отметить, что к среднему возрасту верхний предел этого частотного диапазона обычно падает с 20 кГц до 12–14 кГц.Это говорит о том, что более высокие частоты часто можно отбросить, не оказывая чрезмерного влияния на разборчивость звука, поэтому вы можете значительно уменьшить объем звукового пространства, который вам нужно сохранить, тем самым делая ваш звук более простым и легким для сжатия.

Это изображено на диаграмме ниже. На диаграмме сравнивается частотный диапазон человеческого слуха (зеленый) с частотным диапазоном человеческой речи (красный) и диапазон частот, в котором находится большинство человеческих вокализаций (желтый).

Большая разница между этими диапазонами дает нам возможность терять детали в аудиоданных, не оказывая существенного влияния на способность человеческого уха замечать какие-либо реальные изменения качества звука. Эти факты можно использовать при сжатии аудио.

Помимо упрощения звука с помощью психоакустического анализа, кодеки используют другие алгоритмы и преобразования для дальнейшего упрощения и уменьшения размера звука. Если вы хотите узнать больше о том, как работает сжатие аудио, взгляните на сжатие аудиоданных в Википедии.

Важно отметить, что кодеки делают всю тяжелую работу за вас. Вот почему так много инженерных и научных исследований идет на создание новых алгоритмов и кодеков. Все, что вам нужно сделать, это рассмотреть варианты и ваш вариант использования, а затем выбрать подходящий кодек для ваших нужд.

Кодеры

Lossless имеют гораздо меньше возможностей для манипулирования звуком для улучшения степени сжатия, учитывая необходимость воспроизводить исходный звук, что ограничивает количество параметров, доступных для настройки этих кодеров.Параметры, как правило, вращаются вокруг выбора метода, с помощью которого кодировщик выполняет кодирование, и того, сколько времени и мощности процессора ему позволено потреблять для этого.

Эти параметры различаются в зависимости от кодека, но могут включать:

  • Указание конкретных алгоритмов для использования на определенных этапах процесса кодирования
  • Параметры для использования этих алгоритмов, например, какая прогностическая глубина используется при попытке моделирования звука
  • Количество проходов, которые необходимо сделать при анализе звука, или количество раз, когда указанные алгоритмы должны выполняться

Большинство кодеков имеют входные значения, которые можно настраивать для оптимизации сжатия различными способами, будь то размер или качество.При использовании кодировщика с потерями, чем выше качество, тем больше будет кодированный звук. Из-за этого большинство параметров так или иначе влияют как на качество, так и на размер.

Вам необходимо обратиться к документации используемого вами программного обеспечения для кодирования, чтобы определить, какие варианты доступны, что будет зависеть от кодека и самого программного обеспечения для кодирования. Некоторые кодеки имеют ряд значений, которые вы можете настроить (некоторые из которых могут потребовать глубокого понимания как психоакустики, так и алгоритмов кодека), а другие предлагают простой параметр «качества», который вы можете установить, который автоматически регулирует различные свойства алгоритма. .

Битовая скорость

Есть два взаимоисключающих способа управления качеством сжатого звука с помощью битрейта. Первый включает в себя нацеливание на среднюю скорость передачи кодированных данных, в то время как второй включает в себя определение целевого значения постоянного качества, позволяя при этом изменять скорость передачи данных.

Средняя скорость передачи данных

Первый метод управления качеством выходного файла - указать Средняя скорость передачи данных ( ABR, ), которая будет использоваться при кодировании звука.Кодировщик попытается создать закодированный звуковой файл, который при воспроизведении использует в среднем указанное количество бит для каждой секунды звука. Это контролирует качество с точки зрения размера закодированного звука; чем выше скорость передачи данных, тем выше будет качество звука. Качество звука будет меняться со временем по мере необходимости, чтобы соответствовать целевой скорости передачи данных.

В некоторой степени похож на ABR - CBR ( с постоянной скоростью передачи ). Если ABR пытается поддерживать среднюю скорость передачи данных на заданном уровне, допуская при этом некоторые колебания, CBR использует фактически фиксированную скорость передачи на протяжении звука.CBR в основном используется в кодеках, предназначенных только для передачи голоса, где частотный диапазон и вариации, как правило, минимальны, что позволяет кодированию CBR работать без неработающих колебаний качества звука.

Переменный битрейт

Кодирование с переменной скоростью передачи ( VBR ) работает, принимая в качестве входных данных в кодировщик настройку постоянного качества . Это указывает на уровень качества, который необходимо поддерживать на протяжении всего аудио, позволяя скорости передачи данных колебаться по мере необходимости для достижения этого уровня качества.В тех частях звука, где сжатие легко достигается с минимальным влиянием на качество, битовая скорость может быть очень низкой, тогда как в областях, где сжатие более сложное, битовая скорость будет выше.

Полоса пропускания звуковой частоты

Некоторые кодеки позволяют напрямую настраивать полосу звуковой частоты, либо путем указания допустимого диапазона частот, путем установления верхнего и / или нижнего пределов частоты, либо путем указания типа источника звука, который определяет, как настроить алгоритм на основе ожидаемой частоты использования входящего сигнала.

Кроме того, некоторые кодеки поддерживают специальные каналы с ограниченной полосой частот, такие как канал LFE, которые по своей сути ограничивают доступный частотный диапазон. В случае LFE полоса звуковой частоты ограничена диапазоном частот, подходящим для использования сабвуфером или аналогичным устройством улучшения качества звука.

Некоторые кодеки предлагают специальные профили, специально предназначенные для определенных сценариев использования, например VoIP; Эти профили могут также включать по умолчанию ограничения на полосу пропускания звуковой частоты.

Объединенное стерео

Обычно стереозвук представлен аудиокадрами, которые содержат по одной выборке на канал. В результате получаются аудиокадры, которые требуют 2⨉ sampleSize по бит, где sampleSize - это количество бит, которое занимает каждая аудиосэмпл. Следовательно, для 16-битной стереофонической аудиозаписи каждый сэмпл использует 2⨉16 или 32 бита пространства. Это стандартное левое / правое (L / R) стерео или простое стерео .

Объединенное стерео - это метод хранения сэмплов стереозвука в более компактном виде, принимая во внимание, что обычно звук, поступающий в каждое ухо, одинаков.Таким образом, вместо того, чтобы сохранять каждый бит выборки каждого канала, сохраняется базовая амплитуда и значение отклонения амплитуды для каждого канала, причем значение отклонения может использовать меньше битов, чем полная выборка.

Существует два типа совместного стерео: среднечастотный и интенсивный. На протяжении аудиофайла кодировщик может изменять формат, используемый для представления стереосигнала в течение аудиофайла.

Mid-side стерео кодирование

Среднее стереофоническое кодирование ( MS ) работает путем записи кадров, которые содержат основной средний канал , который представляет собой среднюю амплитуду исходных левого и правого аудиоканалов.По сути, это то, что вы рассчитываете как амплитуду при преобразовании стереосигнала в моно. Затем вы сохраняете значение бокового канала ; это значение представляет собой число, которое может быть добавлено к значению среднего канала для определения исходной амплитуды левого канала и вычтено из значения среднего канала для вычисления исходного значения правого канала.

Другими словами, имея левый канал L и правый канал R, вы выполняете следующие вычисления при кодировании сэмпла:

mid = L + R2mid = \ frac {L + R} {2} сторона = L-R2 сторона = \ frac {L - R} {2}

Затем вы сохраняете значения середины и стороны .Хотя mid по-прежнему имеет тот же размер, что и размер вашей выборки (например, 16 бит), значение , сторона , вероятно, может быть сохранено в меньшем количестве бит, поскольку амплитуда двух каналов, вероятно, относительно схожа. Затем кодер может взять это меньшее общее количество битов на кадр и выполнить дополнительные вычисления для дальнейшего уменьшения размера.

При декодировании звука абсолютные значения левого и правого каналов вычисляются следующим образом:

L = середина + сторона L \ quad = \ quad mid \ quad + \ quad сторона R = средняя сторона L \ quad = \ quad mid \ quad - \ quad сторона

Само по себе промежуточное стереофоническое кодирование без потерь и обычно используется как аудиокодеками без потерь, так и аудиокодеками с потерями.Любая потеря деталей происходит на других этапах процесса кодирования.

Стерео кодирование по интенсивности

Интенсивное стереокодирование снижает битрейт кодированного аудиосигнала, используя преимущества способа, которым люди определяют расположение звуков в пространстве; это называется локализацией звука. Мы слышим в стерео, потому что наши уши улавливают звук в разное время, в зависимости от того, откуда он исходит.

Это потому, что наши уши разделены на несколько дюймов благодаря тому, что они находятся по разные стороны от головы.Звук, исходящий от правого, доходит до правого уха раньше, чем до левого уха. Наш мозг определяет, где находится звук в пространстве вокруг нас, используя эту разницу во времени, чтобы определить угол, под которым идет звук. Однако по мере увеличения частоты аудиосигнала увеличивается и длина волны. В конце концов, длина волны приближается и превышает расстояние между ушами, и становится трудно или невозможно однозначно локализовать звук.

Вооружившись этой информацией, мы можем приблизительно представить стереофонический аудиосигнал, объединив частоты, которые не используются для определения направленности, в один канал, а затем включить информацию, указывающую на направленность звука.Это требует меньшего количества бит для представления, но по своей сути несколько с потерями.

.

Как определить размер видеофайла на YouTube в Java?

Переполнение стека
  1. Около
  2. Продукты
  3. Для команд
  1. Переполнение стека Общественные вопросы и ответы
  2. Переполнение стека для команд Где разработчики и технологи делятся частными знаниями с коллегами
  3. Вакансии Программирование и связанные с ним технические возможности карьерного роста
  4. Талант
.

c - Как определить размер всплывающего потока?

Переполнение стека
  1. Около
  2. Продукты
  3. Для команд
  1. Переполнение стека Общественные вопросы и ответы
  2. Переполнение стека для команд Где разработчики и технологи делятся частными знаниями с коллегами
  3. Вакансии Программирование и связанные с ним технические возможности карьерного роста
  4. Талант Нанимайте технических специалистов и создавайте свой бренд работодателя
.

Смотрите также